軟件制造工程黑盒測試

1、第四章 測試工程14.3.2 黑盒測試黑箱測試（又稱為功能測試）是把程序或系統(tǒng)看成一個(gè)黑盒子，完全不考慮其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程。 24.3.2 黑盒測試主要是測試各個(gè)程序或功能模塊之間的接口，檢查系統(tǒng)功能是否能按照設(shè)計(jì)書的規(guī)定正常執(zhí)行，是否能接收正確的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生正確的輸出結(jié)果。主要適用于系統(tǒng)測試等后期的測試階段34.3.2 黑盒測試-系統(tǒng)模型輸入的測試數(shù)據(jù)I1導(dǎo)致反常的輸入系統(tǒng)輸出的測試結(jié)果O1暴露缺陷的輸出44.3.2 黑盒測試-主要方法 同值分割（等價(jià)劃分）界限分割（邊界分析）因果圖錯(cuò)誤推測法54.3.2 黑盒測試-主要方法 同值分割同值分割又稱為等價(jià)劃分，它的含義是針對輸入條件，將所有可

2、能的輸入數(shù)據(jù)（有效的和無效的）分為若干等價(jià)類，對每一個(gè)等價(jià)類只取一組數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)，使得選取的測試數(shù)據(jù)具有代表性。6使用這一方法設(shè)計(jì)測試用例要經(jīng)歷劃分等價(jià)類（列出等價(jià)類表）和選取測試用例兩步。劃分等價(jià)類等價(jià)類是指某個(gè)輸入域的子集合。在該子集合中，各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的。測試某等價(jià)類的代表值就等價(jià)于對這一類其它值的測試。74.3.2 黑盒測試-主要方法如何劃分等價(jià)類？有效等價(jià)類(合理等價(jià)類)無效等價(jià)類(不合理等價(jià)類)8等價(jià)類的劃分有兩種不同的情況： 有效等價(jià)類：是指對于程序的規(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。 無效等價(jià)類：是指對于程序的規(guī)格說明來說，是不合

3、理的，無意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合。在設(shè)計(jì)測試用例時(shí)，要同時(shí)考慮有效等價(jià)類和無效等價(jià)類的設(shè)計(jì)。94.3.2 黑盒測試-主要方法啟發(fā)式規(guī)則:如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的范圍則可劃分一個(gè)有效的等價(jià)類（輸入數(shù)據(jù)在次范圍），兩個(gè)無效的等價(jià)類（輸入數(shù)據(jù)小于最小值或大于最大值）；104.3.2 黑盒測試-主要方法例 輸入值是學(xué)生成績，范圍是01000 100 有效等價(jià)類0成績100無效等價(jià)類 成績100 無效等價(jià)類 成績0114.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，也可以按以上方法劃分出一個(gè)有效的等價(jià)類，兩個(gè)無效的等價(jià)類；124.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值，且程序?qū)Σ煌斎?/p>

4、值做不同處理，則每個(gè)輸入值有一個(gè)有效的等價(jià)類（允許的輸入值）和一個(gè)無效的等價(jià)類（任一個(gè)不允許的輸入值）；134.3.2 黑盒測試-主要方法例：輸入條件說明學(xué)歷可為:?？?、本科、碩士、博士四種之一，則分別取這四種這四個(gè)值作為四個(gè)有效等價(jià)類，另外把四種學(xué)歷之外的任何學(xué)歷作為無效等價(jià)類。144.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵循的規(guī)則，則可以劃分出一個(gè)有效的等價(jià)類（符合規(guī)則）和若干個(gè)無效等價(jià)類（從各種不同角度違反規(guī)則）；154.3.2 黑盒測試-主要方法如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)為整形，則可以劃分出三個(gè)有效類（正整數(shù)、零和負(fù)整數(shù)）和一個(gè)無效類（非整數(shù)）164.3.2 黑盒測試-主要方法如果

5、程序的處理對象是表格，則應(yīng)該使用空表，以及含一項(xiàng)或多項(xiàng)的表。174.3.2 黑盒測試-主要方法注：（1）以上列出的啟發(fā)式規(guī)則只是測試時(shí)可能遇到的情況中的很小一部分。為了正確劃分等價(jià)類，一是要注意積累經(jīng)驗(yàn)，二是要正確分析被測程序的功能。184.3.2 黑盒測試-主要方法注：（2）在劃分無效的等價(jià)類時(shí)還必須考慮到編譯程序的檢錯(cuò)功能，一般說來，不需要設(shè)計(jì)測試數(shù)據(jù)用來暴露編譯程序肯定能發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。194.3.2 黑盒測試-主要方法注：（3）上面列出的啟發(fā)式規(guī)則雖然都是針對輸入數(shù)據(jù)說的，但是其中絕大部分也同樣適用于輸出數(shù)據(jù)。204.3.2 黑盒測試-主要方法用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測試用例步驟(1)形成等價(jià)類

6、表，每一等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號；(2)設(shè)計(jì)一測試用例，使其盡可能多地覆蓋尚未覆蓋的有效等價(jià)類，重復(fù)這一步驟，直到所有有效等價(jià)類均被測試用例所覆蓋；(3)設(shè)計(jì)一新測試用例，使其只覆蓋一個(gè)無效等價(jià)類，重復(fù)這一步驟直到所有無效等價(jià)類均被覆蓋；注：應(yīng)該使每個(gè)測試方案只覆蓋一個(gè)無效的等價(jià)類。214.3.2 黑盒測試-主要方法例:某報(bào)表處理系統(tǒng)要求用戶輸入處理 報(bào)表的日期，日期限制在2001年1月至2005年12月，即系統(tǒng)只能對該段期間內(nèi)的報(bào)表進(jìn)行處理，如日期不在此范圍內(nèi)，則顯示輸入錯(cuò)誤信息。系統(tǒng)日期規(guī)定由年、月的6位數(shù)字字符組成前四位代表年，后兩位代表月。 如何用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測試用例, 來測試程序

7、的日期檢查功能？224.3.2 黑盒測試-主要方法第一步：等價(jià)類劃分輸入等價(jià)類 有效等價(jià)類 無效等價(jià)類 報(bào)表日期的類型及長度6位數(shù)字字符(1)有非數(shù)字字符 (4)少于6個(gè)數(shù)字字符 (5)多于6個(gè)數(shù)字字符 (6)年份范圍在20012005之間 (2)小于2001 (7)大于2005 (8)月份范圍在112之間(3)“報(bào)表日期”輸入條件的等價(jià)類表小于1 (9)大于12 (10)234.3.2 黑盒測試-主要方法第二步 為有效等價(jià)類設(shè)計(jì)測試用例 對表中編號為1,2,3的3個(gè)有效等價(jià)類 用一個(gè)測試用例覆蓋： 測試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果 覆蓋范圍200105等價(jià)類(1)(2)(3)輸入有效244.3.2 黑盒測

8、試-主要方法第三步：為每一個(gè)無效等價(jià)類設(shè)至少設(shè)計(jì)一個(gè)測試用例 測試數(shù)據(jù) 期望結(jié)果 覆蓋范圍001MAY等價(jià)類(4)輸入無效20015等價(jià)類(5)輸入無效等價(jià)類(6)輸入無效200005等價(jià)類(7)輸入無效200805等價(jià)類(8)輸入無效200100等價(jià)類(9)輸入無效200113等價(jià)類(10)輸入無效測試數(shù)據(jù)不能有重復(fù)254.3.2 黑盒測試-主要方法例:對招干考試系統(tǒng)“輸入學(xué)生成績” 子模塊設(shè)計(jì)測試用例 招干考試分三個(gè)專業(yè),準(zhǔn)考證號第一位 為專業(yè)代號,如: 1-行政專業(yè), 2-法律專業(yè), 3-財(cái)經(jīng)專業(yè). 行政專業(yè)準(zhǔn)考證號碼為:110001111215法律專業(yè)準(zhǔn)考證號碼為:2100012120

9、06財(cái)經(jīng)專業(yè)準(zhǔn)考證號碼為:310001314015264.3.2 黑盒測試-主要方法例:準(zhǔn)考證號碼的等價(jià)類劃分 有效等價(jià)類: (1) 110001 111215 (2) 210001 212006 (3) 310001 314015 無效等價(jià)類: (4) - 110000 (5) 111216 210000 (6) 212007 31000 (7) 314016 + 274.3.2 黑盒測試-主要方法界限分割（邊界分析）選取剛好等于、稍小于和稍大于等價(jià)類邊界值的數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)，而不是選取每個(gè)等價(jià)類內(nèi)的典型值或任意值作為測試數(shù)據(jù)。注： 通常設(shè)計(jì)測試方案時(shí)總是聯(lián)合使用等價(jià)劃分和邊界分析兩種技術(shù)2

10、8輸入條件報(bào)表日期的類型及長度1個(gè)數(shù)字字符5個(gè)數(shù)字字符7個(gè)數(shù)字字符有1個(gè)非數(shù)字字符全部是非數(shù)字字符6個(gè)數(shù)字字符顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)輸入有效日期范圍月份范圍“報(bào)表日期”邊界值分析法測試用例測試用例說明測試數(shù)據(jù)期望結(jié)果選取理由5200152001.5MAY-200105月份為1月月份為12月月份12200101200112200100200113200101200512200100200513輸入有效輸入有效顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)輸入有效輸入有效顯示出錯(cuò)顯示出錯(cuò)在有效范圍邊界上選取數(shù)據(jù)僅有1個(gè)合法字符比有效長度少1比有效長度多1只有1個(gè)非法字符6個(gè)非法字符類型及長度均有效最小日期最大

11、日期剛好小于最小日期剛好大于最大日期最小月份最大月份剛好小于最小月份剛好大于最大月份294.3.2 黑盒測試-主要方法因果圖法（原因結(jié)果標(biāo)識） 主要標(biāo)識出輸入數(shù)據(jù)（原因）和輸出數(shù)據(jù)（結(jié)果）之間的關(guān)系，調(diào)查其有效組合的測試分支。304.3.2 黑盒測試-主要方法因果圖法借助圖形來設(shè)計(jì)測試用例，適合于被測程序具有多種輸入條件，程序的輸出又依賴于輸入條件的各種組合的情況。31在因果圖中出現(xiàn)的基本符號通常在因果圖中用Ci表示原因，用Ei表示結(jié)果，各結(jié)點(diǎn)表示狀態(tài)，可取值“0”或“1”。“0”表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，“1”表示某狀態(tài)出現(xiàn)。主要的原因和結(jié)果之間的關(guān)系有:32表示約束條件的符號為了表示原因與原因之間

12、，結(jié)果與結(jié)果之間可能存在的約束條件，在因果圖中可以附加一些表示約束條件的符號。33 E（互斥）：表示a，b兩個(gè)原因不會(huì)同時(shí)成立，兩個(gè)中最多有一個(gè)可能成立。 I（包含）：表示a，b，c三個(gè)原因中至少有一個(gè)必須成立。 O（唯一）：表示a和b當(dāng)中必須有一個(gè)，且僅有一個(gè)成立。 R（要求）：表示當(dāng)a出現(xiàn)時(shí)，b必須也出現(xiàn)。不可能a出現(xiàn)，b不出現(xiàn)。 M（屏蔽）：表示當(dāng)a是1時(shí)，b必須是0。而當(dāng)a為0時(shí)，b的值不定。34因果圖法利用因果圖生成測試用例的基本步驟: (1) 分析軟件規(guī)格說明描述中, 哪些是原因(即輸入條件或輸入條件的等價(jià)類),哪些是結(jié)果(即輸出條件), 并給每個(gè)原因和結(jié)果賦予一個(gè)標(biāo)識符. (2)

13、 分析軟件規(guī)格說明描述中的語義.找出原因與結(jié)果之間, 原因與原因之間對應(yīng)的關(guān)系. 根據(jù)這些關(guān)系,畫出因果圖.35因果圖法利用因果圖生成測試用例的基本步驟: (3) 由于語法或環(huán)境限制, 有些原因與原因之間,原因與結(jié)果之間的組合情況不可能出現(xiàn). 為表明這些特殊情況, 在因果圖上用一些記號表明約束或限制條件.(4) 把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表.(5) 把判定表的每一列拿出來作為依據(jù),設(shè)計(jì)測試用例.364.3.2 測試方法黑箱測試因果圖法實(shí)例某電力公司有A、B、C、D四類收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),并規(guī)定：居民用電 100度/月 按A類收費(fèi) 100度/月 按B類收費(fèi)動(dòng)力用電 10000度/月,非高峰,B類收費(fèi) 10000度

14、/月,非高峰,C類收費(fèi) 10000度/月, 高峰,C類收費(fèi) 10000度/月, 高峰,D類收費(fèi)37因果圖法實(shí)例列出原因和結(jié)果 原因：1居民用電 2動(dòng)力用電 3100度/月 3100度/月 4非高峰 4高峰 510000度/月 510000度/月 結(jié)果：A按A類收費(fèi) B按B類收費(fèi) C按C類收費(fèi) D按D類收費(fèi)38 用因果圖表明輸入和輸出間的邏輯關(guān)系因果圖法實(shí)例1I12B4AC35DI4I3I2并列關(guān)系選擇關(guān)系否定關(guān)系中間結(jié)點(diǎn)39因果圖法實(shí)例把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表組合條件條件(原因) 動(dòng)作(結(jié)果)ABC123123456101100011000110000100001104101050011D0001

15、10010000測試用例1表示條件成立 或動(dòng)作出現(xiàn)0表示條件不成立或動(dòng)作不出現(xiàn)40因果圖法實(shí)例把判定表的每一列寫成一個(gè)測試用例1列 居民電,90度/月 A2列 居民電,110度/月 B3列 動(dòng)力電,非高峰,8000度/月 B4列 動(dòng)力電,非高峰,1.2萬度/月 C5列 動(dòng)力電, 高峰,0.9萬度/月 C6列 動(dòng)力電, 高峰,1.1萬度/月 D 條件 測試用例 預(yù)期結(jié)果組合 (輸入數(shù)據(jù)) (輸出動(dòng)作)41因果圖法表示約束條件的符號:為了表示原因與原因之間，結(jié)果與結(jié)果之間可能存在的約束條件，在因果圖中可以附加一些表示約束條件的符號。 42因果圖法實(shí)例有一個(gè)處理單價(jià)為5角錢的飲料的自動(dòng)售貨機(jī)軟件測試

16、用例的設(shè)計(jì)。其規(guī)格說明如下： 若投入5角錢或1元錢的硬幣，押下橙汁或啤酒的按鈕，則相應(yīng)的飲料就送出來。若售貨機(jī)沒有零錢找，則一個(gè)顯示零錢找完的紅燈亮，這時(shí)再投入1元硬幣并押下按鈕后，飲料不送出來而且1元硬幣也退出來；若有零錢找，則顯示零錢找完的紅燈滅，在送出飲料的同時(shí)退還5角硬幣。”43因果圖法實(shí)例(1) 分析這一段說明，列出原因和結(jié)果原因: 1. 售貨機(jī)有零錢找 2. 投入1元硬幣 3. 投入5角硬幣 4. 押下橙汁按鈕 5. 押下啤酒按鈕建立中間結(jié)點(diǎn)，表示處理中間狀態(tài) 11. 投入1元硬幣且押下飲料按鈕 12. 押下橙汁或啤酒的按鈕 13. 應(yīng)當(dāng)找5角零錢并且售貨機(jī)有零錢找 14. 錢已付

17、清44因果圖法實(shí)例結(jié)果：21. 售貨機(jī)零錢找完燈亮22. 退還1元硬幣23. 退還5角硬幣24. 送出橙汁飲料25. 送出啤酒飲料 45因果圖法實(shí)例(2) 畫出因果圖。所有原因結(jié)點(diǎn)列在左邊，所有結(jié)果結(jié)點(diǎn)列在右邊。(3) 由于2 與3 ，4 與5 不能同時(shí)發(fā)發(fā)生，分別加上約束條件E。(4) 因果圖 (5) 轉(zhuǎn)換成判定表4647484.3.2 黑盒測試-主要方法錯(cuò)誤推測 基本思想是列舉出程序中可能的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況，并且根據(jù)它們選擇測試方案。錯(cuò)誤推測方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)測試用例的方法。例如，數(shù)據(jù)測試中的 缺省值、空白、空值、零值、無494.3.2 黑盒測試方法黑盒測試策略首先用邊界值分

18、析法設(shè)計(jì)測試用例必要時(shí)用等價(jià)分類法補(bǔ)充測試用例必要時(shí)再用錯(cuò)誤推測法補(bǔ)充測試用例如果在程序的說明中含有輸入條件的組合，宜在一開始就采用因果法，然后再按上述步驟進(jìn)行50黑盒測試與白盒測試的比較測試方法 說明 特點(diǎn) 適用測試時(shí)期 白箱測試 參照程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各個(gè)測試分支 可以參照程序的功能、邏輯設(shè)計(jì)測試測試覆蓋率高組合各個(gè)測試分支設(shè)計(jì)程序整體的測試分支 單元測試組合測試（組件內(nèi)的組合測試） 黑箱測試 不參照程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)書、接口著手設(shè)計(jì)測試的輸入 適合接口測試可以從用戶的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)測試流程可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不一致性問題 組合測試（子系統(tǒng)內(nèi)的組合測試）系統(tǒng)測試運(yùn)行測試 514.3 自頂向下測試和自底向上測試在組合測試中采用漸增式測試策略，即從一個(gè)模塊開始,測一次添加一個(gè)模塊，邊組裝邊測試，以發(fā)現(xiàn)與接口相聯(lián)系的問題。漸增式測試深度優(yōu)先廣度優(yōu)先自頂向下結(jié)合自底向上結(jié)合524.3 自頂向下測試和自底向上測試整體模塊 模塊ACEFHBDG534.3 自頂向下測試和自底向上測試自頂向下測試的推進(jìn)方法模塊A（B）（C）模塊ABC（D）（E）（F）模塊ABCDEF（H）（G）模塊ABCDEFHG主模塊 虛擬模塊 544.3 自頂向下測試和自底向上測試自頂向下測試的推進(jìn)方法模塊測試結(jié)合順序深度優(yōu)先:A、B、E、C、D、F廣度優(yōu)先:A、B、C、D、E、FADBECF554.3 自頂向下