《軟件質(zhì)量保證與測(cè)試》02 黑盒測(cè)試

黑盒測(cè)試什么是黑盒測(cè)試(Black-boxTesting)軟件產(chǎn)品輸入輸出也稱數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試或基于規(guī)格說(shuō)明的測(cè)試.黑盒測(cè)試特點(diǎn)不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在軟件的接口處進(jìn)行測(cè)試

關(guān)注功能，可用于高層的測(cè)試

設(shè)計(jì)用例可早于實(shí)現(xiàn)，或與實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)行黑盒測(cè)試的優(yōu)勢(shì)功能上更易滿足用戶需要

用例生成更直觀、易理解、更容易

用例可重復(fù)使用代碼得不到測(cè)試

要求規(guī)格說(shuō)明和設(shè)計(jì)正確

測(cè)試的充分性難以保證

對(duì)用例設(shè)計(jì)的要求高，人員因素更關(guān)鍵

黑盒測(cè)試的劣勢(shì)黑盒測(cè)試的核心技術(shù)

等價(jià)類劃分

邊界值分析等價(jià)類劃分法什么是劃分？什么是等價(jià)類？什么是等價(jià)類劃分？如何劃分等價(jià)類？如何設(shè)計(jì)測(cè)試用例集？靈活地使用等價(jià)類劃分法？什么是劃分定義：Pi為集合S的有限個(gè)非空子集，若

∪Pi=S且

任意的i和j，有Pi∩Pj=空，

則稱有限個(gè)子集Pi為S的一個(gè)劃分。

集合S可以是有限集，也可以是無(wú)限集；一個(gè)集合S可以有很多種劃分；輸入集可以有劃分，輸出集也可以有劃分；什么是等價(jià)關(guān)系？等價(jià)關(guān)系定義：R是集合S上的一種關(guān)系，若R滿足：

1)自反性：R(x,x)；

2)對(duì)稱性：若R(x,y），則R(y,x)；

3)傳遞性：若R(x,y），R(y,z），則有R(x,z);

則稱R是S上的一種等價(jià)關(guān)系。例如：整數(shù)集合上的相等關(guān)系（=）是等價(jià)關(guān)系；整數(shù)集合上的大于關(guān)系（>）不是等價(jià)關(guān)系；人群上的同性關(guān)系是等價(jià)關(guān)系；什么是等價(jià)類？等價(jià)類：有集合S，R為S上的一種等價(jià)關(guān)系，則對(duì)于S中的任意元素x，稱集合

S’={y|R(x,y)}為元素x的等價(jià)類。例如：

大學(xué)生的集合S，等價(jià)關(guān)系為同一個(gè)時(shí)代出生。那么對(duì)于90后的張三，其等價(jià)類為所有90后學(xué)生組成的集合。什么是等價(jià)類劃分？等價(jià)類劃分：有集合S，P是S上的一種劃分，R為S上的一種等價(jià)關(guān)系，若對(duì)任意的Pi和Pi中的任意元素x，都有

Pi={y|R(x,y)}

則稱P是集合S上等價(jià)類劃分。例如：

大學(xué)生的集合S，

若等價(jià)關(guān)系定義為同一個(gè)時(shí)代出生，可以進(jìn)行等價(jià)類劃分-80后、90后、新世紀(jì)等3個(gè)等價(jià)類。

若等價(jià)關(guān)系定義為同性別，可以進(jìn)行等價(jià)類劃分-男學(xué)生、女學(xué)生兩個(gè)等價(jià)類。等價(jià)類劃分說(shuō)明等價(jià)關(guān)系不唯一，等價(jià)類劃分也不唯一；等價(jià)關(guān)系決定劃分的子集個(gè)數(shù)的多寡；等價(jià)類劃分，更依賴知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、技巧；例如：整數(shù)集上的等價(jià)類劃分等價(jià)關(guān)系-mod3相等等價(jià)關(guān)系-符號(hào)相等等價(jià)關(guān)系-高位字節(jié)(8位)相等等價(jià)類劃分法-單因素基本過(guò)程將所有可能的輸入分為有效輸入和無(wú)效輸入兩個(gè)集合，通過(guò)定義等價(jià)關(guān)系，細(xì)分成多個(gè)有效等價(jià)類和多個(gè)無(wú)效等價(jià)類；若必要，也可以對(duì)輸出進(jìn)行等價(jià)類劃分；在各等價(jià)類中構(gòu)造用例，最終形成測(cè)試用例集。用例集必須覆蓋全部有效等價(jià)類每個(gè)無(wú)效等價(jià)類至少對(duì)應(yīng)一個(gè)用例為測(cè)試用例設(shè)計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)；執(zhí)行測(cè)試；等價(jià)類劃分法-單因素劃分的原則輸入有取值范圍的：一個(gè)有效+兩個(gè)無(wú)效

如：輸入n，n必須大于0，小于5輸入N個(gè)值，并且程序?qū)€(gè)值分別處理：N個(gè)有效類+一個(gè)無(wú)效類

如：輸入n，n只能是1,2,3,4,5中的一個(gè)。輸入必須滿足規(guī)則：一個(gè)有效+多個(gè)無(wú)效

如：輸入n，n必須是奇數(shù)還必須是合數(shù)。一個(gè)等價(jià)類，必要時(shí)可進(jìn)一步細(xì)化為多個(gè)子等價(jià)類等價(jià)類劃分法-單因素（例）例1：函數(shù)boolIsLeap(intyear),判斷給定的year是否是閏年。無(wú)效等價(jià)類：0,特別大的數(shù)，特別小的數(shù)有效等價(jià)類：可以有多種劃分方法第一種：分大于0，小于0兩個(gè)等價(jià)類第二種：在第一種的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將大于0的等價(jià)類細(xì)分成小于2000，等于2000，大于2000三個(gè)等價(jià)類第三種：400的倍數(shù)，100的倍數(shù)，4的倍數(shù)，其它四個(gè)等價(jià)類等價(jià)類劃分法-單因素（例）例2：文獻(xiàn)分類號(hào)由兩個(gè)大寫(xiě)字母+兩位或三位數(shù)字組成。用等價(jià)類方法設(shè)計(jì)測(cè)試用例。有效等價(jià)類無(wú)效等價(jià)類測(cè)試數(shù)據(jù)輸出期望有效的前導(dǎo)+有效的序號(hào)(1)

TP31合法

無(wú)效的前導(dǎo)+有效的序號(hào)（2）3A46，#K458非法

有效的前導(dǎo)+無(wú)效的序號(hào)（3）AB9876非法

無(wú)效的前導(dǎo)+無(wú)效的序號(hào)（4）345678%非法必要可進(jìn)一步細(xì)化說(shuō)明有效等價(jià)類無(wú)效等價(jià)類測(cè)試數(shù)據(jù)輸出期望

有效的前導(dǎo)+有效的序號(hào)(1)

TP31合法無(wú)效的前導(dǎo)+有效的序號(hào)

非字母前導(dǎo)+有效的序號(hào)（2）

3A21非法

前導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)+有效的序號(hào)（3）

ABC13非法

前導(dǎo)過(guò)短+有效的序號(hào)（4）

D128非法

前導(dǎo)非大寫(xiě)+有效的序號(hào)（5）

ab666非法有效的前導(dǎo)+無(wú)效的序號(hào)

有效的前導(dǎo)+序號(hào)非數(shù)字（6）

TP3_7非法

有效的前導(dǎo)+序號(hào)過(guò)長(zhǎng)（7）

QQ6789非法

有效的前導(dǎo)+序號(hào)過(guò)短（8）

MM8非法無(wú)效的前導(dǎo)+無(wú)效的序號(hào)

非字母前導(dǎo)+序號(hào)非數(shù)字（9）

$P_80非法

非字母前導(dǎo)+序號(hào)過(guò)長(zhǎng)（10）

A&8080非法

非字母前導(dǎo)+序號(hào)過(guò)短（11）

B_1非法

前導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)+序號(hào)非數(shù)字（12）

BCXYZ_9A非法

前導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)+序號(hào)過(guò)長(zhǎng)（13）

ABCD1234非法

前導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)+序號(hào)過(guò)短（14）

ABCD9非法

前導(dǎo)過(guò)短+序號(hào)非數(shù)字（15）

K8@@非法

前導(dǎo)過(guò)短+序號(hào)過(guò)長(zhǎng)（16）

U1973非法

前導(dǎo)過(guò)短+序號(hào)過(guò)短（17）

J8非法

前導(dǎo)非大寫(xiě)+序號(hào)非數(shù)字（18）

No9@9非法

前導(dǎo)非大寫(xiě)+序號(hào)過(guò)長(zhǎng)（19）tv45678

非法

前導(dǎo)非大寫(xiě)+序號(hào)過(guò)短（20）

jh7非法

等價(jià)類劃分法-多因素什么是多因素：集合中的每個(gè)元素是由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的因素共同構(gòu)成。如集合{(x,y,z)}.相對(duì)獨(dú)立性：不要求絕對(duì)獨(dú)立。

如日期是由年、月、日三個(gè)因素共同組成，但年、月、日并不是相互無(wú)關(guān)的例：平面位置信息是由X和Y兩個(gè)因素共同組成登錄信息由用戶名和密碼兩個(gè)因素組成圓x*x+y*y=1上的點(diǎn)由x和y兩個(gè)因素組成(雖然x，y是相關(guān)的，從測(cè)試角度，可以看成獨(dú)立的或弱相關(guān)的)等價(jià)類劃分法-多因素-基本過(guò)程基本方法和過(guò)程將每個(gè)因素，按單因素等價(jià)類的方法，劃分等價(jià)類。將各因素的等價(jià)類，進(jìn)行交叉組合。根據(jù)不同策略，從組合中選擇不同的測(cè)試用例。例如：

函數(shù)intNextDate(intyear,intmonth,intday);根據(jù)輸入的年、月、日，計(jì)算并輸出下一天的日期，其中1980<year<2050。等價(jià)類劃分法-多因素-基本過(guò)程(續(xù))year，month，day不是完全獨(dú)立的因素；可將各因素按獨(dú)立對(duì)待；各因素的等價(jià)類劃分不唯一。簡(jiǎn)單地，如Year，可分一個(gè)有效年份和兩個(gè)無(wú)效年份，共三個(gè)等價(jià)類；Month，可分為一個(gè)合法月份和兩個(gè)非法月份，共三個(gè)等價(jià)類；Day，可分為一個(gè)合法的和兩個(gè)非法的共3個(gè)等價(jià)類；明顯看出，上述劃分不是最有效的，必要時(shí)，可進(jìn)一步細(xì)化。等價(jià)類劃分法-多因素-不同策略策略弱一般等價(jià)類法強(qiáng)一般等價(jià)類法

弱健壯等價(jià)類法強(qiáng)健壯等價(jià)類法只考慮有效等價(jià)類考慮有效和無(wú)效等價(jià)類等價(jià)類劃分法-弱一般等價(jià)類法只考慮有效等價(jià)類的組合情況；例如：

因素A，有2個(gè)有效等價(jià)類，2個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素B，有3個(gè)有效等價(jià)類，1個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素C，有4個(gè)有效等價(jià)類，3個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素D，有4個(gè)有效等價(jià)類，2個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素C(或D)有最多的4個(gè)有效等價(jià)類，每個(gè)等價(jià)類對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)試用例，共4個(gè)測(cè)試用例。隨后，選擇其它因素的等價(jià)類，保證用例不重復(fù)，用例集覆蓋任何所有有效等價(jià)類。弱一般等價(jià)類法示意圖強(qiáng)一般等價(jià)類法只考慮有效等價(jià)類的組合情況；覆蓋了有效等價(jià)類所有組合；例如：

因素A，有2個(gè)有效等價(jià)類，2個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素B，有3個(gè)有效等價(jià)類，1個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素C，有4個(gè)有效等價(jià)類，3個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

因素D，有4個(gè)有效等價(jià)類，2個(gè)無(wú)效等價(jià)類；

有效等價(jià)類的組合數(shù)量是2*3*4*4=96，測(cè)試用例數(shù)為96。強(qiáng)一般等價(jià)類示意圖弱健壯等價(jià)類法“健壯”是指考慮到了無(wú)效等價(jià)類“弱”是指基于單故障假設(shè)；對(duì)于有效等價(jià)類，同弱一般等價(jià)類；對(duì)于無(wú)效等價(jià)類，用例集要至少覆蓋所有單故障的情況；一個(gè)用例是否可以覆蓋多個(gè)無(wú)效等價(jià)類不做限定；弱健壯等價(jià)類法示意圖強(qiáng)健壯等價(jià)類法“健壯”是指測(cè)試考慮到了無(wú)效等價(jià)類“強(qiáng)”是指基于多故障假設(shè)

對(duì)于有效等價(jià)類，同強(qiáng)一般等價(jià)類對(duì)于無(wú)效等價(jià)類，用例集應(yīng)覆蓋所有故障的組合情況實(shí)際上，該方法就是所有等價(jià)類的組合。強(qiáng)健壯等價(jià)類法示意圖等價(jià)類劃分法-多因素-例函數(shù)intNextDate(intyear,intmonth,intday);根據(jù)輸入的年、月、日，計(jì)算并輸出下一天的日期，其中1980<year<2050。簡(jiǎn)單的等價(jià)類劃分：Year，可分一個(gè)有效年份和兩個(gè)無(wú)效年份，共三個(gè)等價(jià)類；Month，可分為一個(gè)合法月份和兩個(gè)非法月份，共三個(gè)等價(jià)類；Day，可分為一個(gè)合法的和兩個(gè)非法的共3個(gè)等價(jià)類；等價(jià)類劃分法-多因素-例弱一般等價(jià)類法：

用例數(shù)=max(1,1,1)=1強(qiáng)一般等價(jià)類法：

用例數(shù)=1*1*1=1弱健壯等價(jià)類法：

用例數(shù)=max(1,1,1)+2(最少),

如(2000,1,20),(1900,0,35),(2300,13,0)強(qiáng)健壯等價(jià)類法：

用例數(shù)=3*3*3=27等價(jià)類劃分法-多因素-例若細(xì)化有效等價(jià)類：Year細(xì)分為閏年、平年兩個(gè)有效等價(jià)類；Month細(xì)分為大月、小月、2月三個(gè)有效等價(jià)類；

（甚至大月中，再細(xì)分出普通大月和12月）Day細(xì)分為正常日子,28,29,30,31五個(gè)有效等價(jià)類；

弱一般等價(jià)類法：用例數(shù)=max(2,3,5)=5強(qiáng)一般等價(jià)類法：用例數(shù)=2*3*5=30弱健壯等價(jià)類法：用例數(shù)=max(2,3,5)+2(最少),強(qiáng)健壯等價(jià)類法：

用例數(shù)=(2+2)*(3+2)*(5+2)=140等價(jià)類劃分法-小結(jié)等價(jià)類劃分法是常用的黑盒測(cè)試方法；等價(jià)類劃分法更適用于高層次的測(cè)試；等價(jià)關(guān)系的不同，導(dǎo)致等價(jià)類劃分不同；不同的劃分，對(duì)測(cè)試效果有重大的