【文章內(nèi)容簡介】 仔細(xì)分析和推敲說明書的各項需求，特別是功能需求。把說明中對輸入的要求和輸出的要求區(qū)別開來并加以分解。 等價類劃分的辦法是把程序的輸入域劃分成若干部分，然后從每個部分中選取少數(shù)代表性數(shù)據(jù)作為測試用例。每一類的代表性數(shù)據(jù)在測試中的作用等價于這一類中的其他值，也就是說，如果某一類中的一個例子發(fā)現(xiàn)了錯誤，這一等價類軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 22 中的其他例子也能發(fā)現(xiàn)同樣的錯誤；反之，如果某一類中的一個例子沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，則這一類中的其他例子也不會查出錯誤（除非等價類中的某些例子屬于另一等價類，因為幾個等價類是可能 相交的）。使用這一方法設(shè)計測試用例，首先必須在分析需求規(guī)格說明的基礎(chǔ)上劃分等價類，列出等價類表。 (1) 劃分等價類和列出等價類表 等價類是指某個輸入域的子集合。在該子集合中，各個輸入數(shù)據(jù)對于揭露程序中的錯誤都是等效的。并合理地假定：測試某等價類的代表值就等于對這一類其他值的測試。 因此，可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理地劃分為若干等價類，在每一個等價類中取一個數(shù)據(jù)作為測試的輸入條件，就可以用少量代表性的測試數(shù)據(jù)取得較好的測試結(jié)果。等價類劃分有兩種不同的情況：有效等價類和無效等價類。 有效等價類：指對于程序的規(guī)格說明來說是合理 的、有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。利用有效等價類可檢驗程序是否實現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能。 無效等價類：與有效等價類的定義恰巧相反。 設(shè)計測試用例時，要同時考慮這兩種等價類。因為軟件不僅要能接收合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗。這樣的測試才能確保軟件具有更高的可靠性。 下面給出 6 條確定等價類的原則： ○ 1 在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個數(shù)的情況下，可以確立一個有效等價類和兩個無效等價類。 ○ 2 在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了“必須如何”的條 件的情況下，可以確立一個有效等價類和一個無效等價類。 ○ 3 在輸入條件是一個布爾量的情況下，可確定一個有效等價類和一個無效等價類。 第二章 軟件測試基本技術(shù) 23 ○ 4 在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定 n 個），并且程序要對每一個輸入值分別處理的情況下，可確立 n 個有效等價類和一個無效等價類。 ○ 5 在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確立一個有效等價類（符合規(guī)則）和若干個無效等價類（從不同角度違反規(guī)則）。 ○ 6 在確知已劃分的等價類中 ，各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應(yīng)再將該等價類進一步地劃分為更小的等價類。 在確立了等價類之后，建立等價類表，列出所有劃分出的等價類 表 所示。 表 等價類表示例表 輸入條件 有效等價類 無效等價類 輸入條件 有效等價類 無效等價類 … … … … … … (2) 確定測試用例 根據(jù)已列出的等價類表，按以下步驟確定測試用例： ○ 1 為每個等價類規(guī)定一個惟一的編號。 ○ 2 設(shè)計一個新的測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價類。重復(fù)這 一步，最后使得所有有效等價類均被測試用例所覆蓋。 ○ 3 設(shè)計一個新的測試用例，使其只覆蓋一個無效等價類。重復(fù)這一步使所有無效等價類均被覆蓋。 在尋找等價區(qū)間時，想辦法把軟件的相似輸入、輸出、操作分成組。這些組就是等價區(qū)間。請看一些例子，在兩數(shù)相加用例中，測試 1+13 和 1+99999999似乎有點不同。這是一種直覺，一個是普通加法，而另一個似乎有些特殊，這個直覺是對的。程序?qū)?1 和最大數(shù)值相加的處理和對兩個小一些的數(shù)值相加的處理軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 24 有所不同。后者必須處理溢出情況。因為軟件操作可能不同，所以 這兩個用例屬于不同的等價區(qū)間。 【例】根據(jù)下面給出說明，利用等價類劃分的方法，給出足夠的測試用例。“一個程序讀入 3 個整數(shù)，把這 3 個數(shù)值看作一個三角形的 3 條邊的長度值。這個程序要打印出信息，說明這個三角形是不等邊的、是等腰的、還是等邊的”。 我們可以設(shè)三角形的 3 條邊分別為 A， B， C。如果它們能夠構(gòu)成三角形的 3條邊，必須滿足： A0， B0， C0，且 A+BC， B+CA， A+CB。 如果是等腰的，還要判斷 A=B，或 B=C，或 A=C。 如果是等邊的，則需判斷是否 A=B，且 B=C，且 A=C。 列出等價類表， 如表 所示。 設(shè)計測試用例：輸入順序是【 A， B， C】，如表 所示。 表 等價類表 輸 入 條 件 有效等價類 無效等價類 是否三角形的 3條邊 （ A0）， （ 1） （ B0）， （ 2） （ C0）， （ 3） （ A+BC）， （ 4） （ B+CA）， （ 5） （ A+CB） （ 6） （ A≤ 0）， （ 7） （ B≤ 0）， （ 8） （ C≤ 0）， （ 9） （ A+B≤ C）， （ 10） （ B+C≤ A）， （ 11） （ A+C≤ B） （ 12） 是否等腰三角形 （ A=B）， （ 13） （ B=C）， （ 14） （ C=A）， （ 15） （ A≠ B） and（ B≠ C） and（ C≠ A）， （ 16） 是否等邊三角形 （ A=B） and（ B=C） and（ C=A）， （ 17） （ A≠ B）， （ 18） （ B≠ C）， （ 19） （ C≠ A）， （ 20） 第二章 軟件測試基本技術(shù) 25 表 測試用例列表 序號 【 A， B， C】 覆蓋等價類 輸 出 1 【 3， 4， 5】 （ 1），（ 2）， （ 3），（ 4），（ 5），（ 6） 一般三角形 2 【 0， 1， 2】 （ 7） 不能構(gòu)成三角形 3 【 1， 0， 2】 （ 8） 4 【 1， 2， 0】 （ 9） 5 【 1， 2， 3】 （ 10） 6 【 1， 3， 2】 （ 11） 7 【 3， 1， 2】 （ 12） 8 【 3， 3， 4】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 13） 等腰三角形 9 【 3， 4， 4】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 14） 10 【 3， 4， 3】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 15） 11 【 3， 4， 5】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 16） 非等腰三角形 12 【 3， 3， 3】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 17） 是等邊三角形 13 【 3， 4， 4】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 14），（ 18） 非等邊三角形 14 【 3， 4， 3】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 15），（ 19） 15 【 3， 3， 4】 （ 1），（ 2），（ 3），（ 4），（ 5），（ 6），（ 13），（ 20） 請記住，等價分配的 目標(biāo)是把可能的測試用例組合縮減到仍然足以滿足軟件測試需求為止。因為，選擇了不完全測試，就要冒一定的風(fēng)險，所以必須仔細(xì)選擇分類。 關(guān)于等價分配最后要講的一點是，這樣做有可能不客觀。科學(xué)有時也是一門藝術(shù)。測試同一個復(fù)雜程序的兩個軟件測試員，可能會制定出兩組不同的等價區(qū)間。只要審查等價區(qū)間的人都認(rèn)為它們足以覆蓋測試對象就可以了。 2. 黑盒測試之邊界值分析法 人們從長期的測試工作經(jīng)驗得知，大量的錯誤是發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上的，而不是在輸入范圍的內(nèi)部。因此針對各種邊界情況設(shè)計測試用例，可以查出更多的錯誤。例如 ，在做三角形計算時，要輸入三角形的 3 個邊長 A、 B 和軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 26 C。這 3 個數(shù)值應(yīng)當(dāng)滿足 A0、 B0、 C0、 A+BC、 A+CB、 B+CA，才能構(gòu)成三角形。但如果把 6 個不等式中的任何一個大于號“ ”錯寫成大于等于號“≥”，那就不能構(gòu)成三角形。問題恰恰出現(xiàn)在容易被疏忽的邊界附近。這里所說的邊界是指相當(dāng)于輸入等價類和輸出等價類而言，稍高于其邊界值及稍低于其邊界值的一些特定情況。 (1) 邊界條件。我們可以想象一下，如果在懸崖峭壁邊可以自信地安全行走，平地就不在話下了。如果軟件在能力達(dá)到極限時能夠運行，那么在正常情況下一般也就不會有什么問題。 邊界條件是特殊情況，因為編程從根本上說不懷疑邊界有問題。奇怪的是，程序在處理大量中間數(shù)值時都是對的，但是可能在邊界處出現(xiàn)錯誤。下面的一段源代碼說明了在一個極簡單的程序中是如何產(chǎn)生邊界條件問題的。 rem create a 10 element integer array rem initialize each element to– 1 dim data（ 10） as integer dim i as integer for i=1 to 10 data（ i） = – 1 next i end 這段代碼的意圖是創(chuàng)建包含 10個元素的數(shù)組，并為數(shù)組中的每一個元素賦初值 – 1。看起來相當(dāng)簡單。它建立了包含 10 個整數(shù)的數(shù)組 data 和一個計數(shù)值 i。 For 循環(huán)是從 1～ 10， 數(shù)組中從第 1 個元素到第 10 個元素被賦予數(shù)值 – 1。 第二章 軟件測試基本技術(shù) 27 那么邊界問題在哪兒呢？ 在大多數(shù)開發(fā)語言腳本中，應(yīng)當(dāng)以聲明的范圍定義數(shù)組，在本例中定義語句是 dim data（ 10） as interger，第一個創(chuàng)建的元素是 data（ 0），而不是 data（ 1）。該程序?qū)嶋H上創(chuàng)建了一個從 data（ 0）～ data（ 10）共 11 個元素的數(shù)組。程序從 1～ 10 循環(huán) 將數(shù)組元素的值初始化為 1，但是由于數(shù)組的第一個元素是 data（ 0），因此它沒有被初始化。程序執(zhí)行完畢，數(shù)組值如下： data(0)= 0 data(6)= – 1 data(1)= – 1 data(7)= – 1 data(2)= – 1 data(8)= – 1 data(3)= – 1 data(9)= – 1 data(4)= – 1 data(10)= – 1 data(5)= – 1 注意 data（ 0）的值是 0，而不是 – 1。如果這位程序員以后忘記了，或者其他程序員不知道這個數(shù)據(jù)數(shù)組是如何初始化的，那么他就可能會用 到數(shù)組的第1 個元素 data（ 0），以為它的值是 – 1。諸如此類的問題很常見，在復(fù)雜的大型軟件中，可能導(dǎo)致極其嚴(yán)重的軟件缺陷。 (2) 次邊界條件。上面討論的普通邊界條件是最容易找到的。它們在產(chǎn)品說明書中有定義，或者在使用軟件的過程中確定。而有些邊界在軟件內(nèi)部，最終用戶幾乎看不到，但是軟件測試仍有必要檢查。這樣的邊界條件稱為次邊界條件或者內(nèi)部邊界條件。 尋找這樣的邊界不要求軟件測試員具有程序員那樣閱讀源代碼的能力，但是要求大體了解軟件的工作方式。 ASCII 表就是這樣的例子。 軟件測試方法與 測試過程的分析與研究 28 ASCII表。 另一個常見的次邊界條件 是 ASCII字符表。如表 ASCII值表的清單。 表 部分 ASCLL值表 字符 ASCII 值 字符 ASCII 值 字符 ASCII 值 字符 ASCII 值 Null 0 B 66 2 50 a 97 Space 32 Y 89 9 57 b 98 / 47 Z 90 : 58 y 121 0 48 [ 91 @ 64 z 122 1 49 39。 96 A 65 { 123 注意，表 不是結(jié)構(gòu)良好的連續(xù)表。 0～ 9 的后面 ASCII 值是 48～ 57。斜杠字符（ /）在數(shù)字 0 的前面，而冒號字符“：”在數(shù)字 9 的后面。大寫字母 A～Z 對應(yīng) 65～ 90。小寫字母對應(yīng) 97～ 122。這些情況都代表次邊界條件。 如果測試進行文本輸入或文本轉(zhuǎn)換的軟件，在定義數(shù)據(jù)區(qū)間包含哪些值時，參考一下 ASCII 表是明智的。例如，如果測試的文本框只接受用戶輸入字符 A～ Z和 a～ z，就應(yīng)該在非法區(qū)間中包含 ASCII 表中這些字符前后的值 @、 [ 、 和 { 。 因為這些值通常在軟件中進行特殊處理，所以不要把它們與合法情況和非法情況混在一起，而要建立單獨的等價區(qū)間。 邊界值的選擇方法：邊界值分析是一種補充等價劃分的測試用例設(shè) 計技術(shù)，它不是選擇等價類的任意元素，而是選擇等價類邊界的測試用例。實踐證明，為檢驗邊界附近的處理專門設(shè)計測試用例，常常取得良好的測試效果。邊界值分析法不僅重視輸入條件邊界，而且也適用于輸出域測試用例。 對邊界值設(shè)計測試用例，應(yīng)遵循以下幾條原則： ○ 1 如果輸入條件規(guī)定了值的范圍，則應(yīng)取剛達(dá)到這個范圍的邊界的值，以及剛剛超越這個范圍邊界的值作為測試輸入數(shù)據(jù)。 ○ 2 如果輸入條件規(guī)定了值的個數(shù)，則用最大個數(shù)、最小個數(shù)、比最小個數(shù)少 比最大個數(shù)多 1