軟件測(cè)試全套課件和教案-第5章-黑盒測(cè)試

黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試黑盒測(cè)試概述黑盒測(cè)試的目的“黑盒”的兩種基本方法黑盒測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)黑盒測(cè)試常用方法黑盒測(cè)試概述軟件輸入黑盒測(cè)試不深入代碼細(xì)節(jié)輸出黑盒測(cè)試也稱功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，它是在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有的功能，通過測(cè)試來檢測(cè)每個(gè)功能是否都能正常使用。在測(cè)試時(shí)，把程序看作一個(gè)不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，測(cè)試者在程序接口進(jìn)行測(cè)試，它只檢查程序功能是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)定正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息，并且保持外部信息（如數(shù)據(jù)庫(kù)或文件）的完整性，如圖所示。黑盒測(cè)試目的①是否有不正確或遺漏了的功能②在接口上，能否正確地接受輸入數(shù)據(jù)，能否產(chǎn)生正確地輸出信息③訪問外部信息是否有錯(cuò)④軟件性能是否滿足要求⑤界面是否存在錯(cuò)誤，是否美觀⑥是否存在初始化或終止錯(cuò)誤用于發(fā)現(xiàn)是否存在以下情況“黑盒”的兩種基本方法在設(shè)計(jì)和執(zhí)行測(cè)試案例時(shí)，總是先要進(jìn)行通過測(cè)試。在進(jìn)行破壞性試驗(yàn)之前，看一看軟件基本功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。這一點(diǎn)很重要，否則在正常使用軟件時(shí)就會(huì)奇怪地發(fā)現(xiàn)，為什么會(huì)有那么多的軟件缺陷出現(xiàn)？【通過測(cè)試】在進(jìn)行通過測(cè)試時(shí)，實(shí)際上是確認(rèn)軟件能做什么，而不會(huì)去考驗(yàn)其能力如何。軟件測(cè)試員只運(yùn)用最簡(jiǎn)單，最直觀的測(cè)試案例?！臼y(cè)試】在確信了軟件能夠正確運(yùn)行之后，就可以采取各種手段通過“搞垮”軟件來找出缺陷。純粹為了破壞軟件而設(shè)計(jì)和執(zhí)行的測(cè)試案例，被稱為失敗測(cè)試或迫使出錯(cuò)測(cè)試。黑盒測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】獨(dú)立性強(qiáng)：黑盒測(cè)試不需要了解代碼的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，因此可以獨(dú)立于開發(fā)人員進(jìn)行，有利于測(cè)試團(tuán)隊(duì)和開發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的獨(dú)立性和分工。用戶角度：黑盒測(cè)試更加關(guān)注軟件的功能和用戶需求，從用戶的角度出發(fā)對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試，有助于驗(yàn)證軟件是否符合用戶期望的功能和行為。減少偏見：由于測(cè)試人員不需要了解內(nèi)部代碼實(shí)現(xiàn)，因此可以減少測(cè)試人員的主觀偏見，有利于發(fā)現(xiàn)用戶無法預(yù)料的問題和潛在缺陷。測(cè)試全面：黑盒測(cè)試可以幫助測(cè)試人員對(duì)軟件的功能性、性能和安全性進(jìn)行全面測(cè)試，覆蓋范圍廣，有助于發(fā)現(xiàn)多樣化的問題?！救秉c(diǎn)】覆蓋率限制：由于黑盒測(cè)試只關(guān)注輸入和輸出，測(cè)試人員無法直接查看內(nèi)部代碼結(jié)構(gòu)，因此在測(cè)試覆蓋率方面存在一定的局限性，可能無法測(cè)試到所有代碼路徑。難以復(fù)現(xiàn)問題：在黑盒測(cè)試中，測(cè)試人員無法直接定位問題產(chǎn)生的根源，可能導(dǎo)致調(diào)試和修復(fù)問題的困難，特別是對(duì)于一些復(fù)雜的問題。依賴文檔：黑盒測(cè)試需要依賴軟件需求和規(guī)格說明等文檔來開展測(cè)試工作，如果文檔不完整或者不準(zhǔn)確，會(huì)影響測(cè)試的效果和質(zhì)量。效率低：由于黑盒測(cè)試需要通過用戶界面或者接口進(jìn)行測(cè)試，相對(duì)于白盒測(cè)試來說，執(zhí)行測(cè)試的效率可能會(huì)較低，容易增加測(cè)試成本和時(shí)間。黑盒測(cè)試的常用方法等價(jià)類劃方法邊界值分析法因果圖方法錯(cuò)誤推測(cè)法功能圖分析法方法1——等價(jià)類劃方法為了保證軟件質(zhì)量，我們需要做盡量多的測(cè)試，但不可能用所有可能的輸入數(shù)據(jù)來測(cè)試程序，即窮盡測(cè)試是不可能的。我們可以選擇一些有代表性的數(shù)據(jù)來測(cè)試程序，但怎樣選擇呢？等價(jià)類劃分是解決這一問題的一個(gè)方法。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(duì)于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的。并合理地假定：測(cè)試某等價(jià)類的代表值就等于對(duì)這一類其它值的測(cè)試。因此，可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理劃分為若干等價(jià)類,在每一個(gè)等價(jià)類中取一個(gè)數(shù)據(jù)作為測(cè)試的輸入條件，就可以用少量代表性的測(cè)試數(shù)據(jù)，取得較好的測(cè)試結(jié)果。等價(jià)類劃分可有兩種不同的情況：有效等價(jià)類和無效等價(jià)類。等價(jià)類劃分是把所有可能的輸入數(shù)據(jù),即程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然后從每一個(gè)子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測(cè)試用例。該方法是一種重要的,常用的黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法。

設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，要同時(shí)考慮這兩種等價(jià)類。因?yàn)椋浖粌H要能接收合理的數(shù)據(jù)，也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn)。這樣的測(cè)試才能確保軟件具有更高的可靠性。有效等價(jià)類：是指對(duì)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(jià)類可檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能。無效等價(jià)類:與有效等價(jià)類的定義恰巧相反。等價(jià)類劃分等價(jià)類的規(guī)則1例：輸入值是學(xué)生成績(jī)，范圍是0～100有效等價(jià)類：①0≤成績(jī)≤100無效等價(jià)類：①成績(jī)<0，②成績(jī)>100如果輸入條件規(guī)定了取值范圍，可定義一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。例：一個(gè)學(xué)生每學(xué)期只能選修1～3門課有效等價(jià)類：①選修1～3門無效等價(jià)類：①不選或②選修超過3門劃分等價(jià)類的規(guī)則2如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，則類似地可以劃分出一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。例：輸入條件說明學(xué)歷可為:?？啤⒈究?、碩士、博士四種之一有效等價(jià)類：①?？?、②本科、③碩士、④博士無效等價(jià)類：①其它任何學(xué)歷如規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值，且程序?qū)Σ煌斎胫底霾煌幚?，則每個(gè)允許的輸入值是一個(gè)有效等價(jià)類，并有一個(gè)無效等價(jià)類(所有不允許的輸入值的集合)。劃分等價(jià)類的規(guī)則3例：校內(nèi)電話號(hào)碼撥外線為9開頭有效等價(jià)類：①

9＋外線號(hào)碼無效等價(jià)類：①非9開頭＋外線號(hào)碼 ②9＋非外線號(hào)碼，…如果規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵循的規(guī)則，可確定一個(gè)有效等價(jià)類（符合規(guī)則）和若干個(gè)無效等價(jià)類（從不同角度違反規(guī)則)。劃分等價(jià)類的規(guī)則4使用等價(jià)類劃分法測(cè)試用例設(shè)計(jì)(1)對(duì)每個(gè)輸入或外部條件進(jìn)行等價(jià)類劃分，形成等價(jià)類表，為每一等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)；(2)設(shè)計(jì)一測(cè)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(cè)試用例所覆蓋；(3)設(shè)計(jì)一新測(cè)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；使用等價(jià)類劃分法測(cè)試用例設(shè)計(jì)—例1【報(bào)表日期】某公司要打印2001～2005年的報(bào)表，其中報(bào)表日期為6位數(shù)字組成。其中，前4位為年份，后兩位為月份。第一步——?jiǎng)澐值葍r(jià)類輸入及外部條件有效等價(jià)類無效等價(jià)類報(bào)表日期的類型及長(zhǎng)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2001～2005之間②小于2001⑦大于2005⑧月份范圍在1～12之間③小于1⑨大于12⑩第二步——為有效類設(shè)計(jì)測(cè)試用例測(cè)試數(shù)據(jù)期望結(jié)果覆蓋范圍200105輸入有效等價(jià)類①②③第三步——為無效等價(jià)類設(shè)計(jì)測(cè)試用例測(cè)試數(shù)據(jù)期望結(jié)果覆蓋范圍001MAY輸入無效等價(jià)類④20015輸入無效等價(jià)類⑤2001001輸入無效等價(jià)類⑥20000輸入無效等價(jià)類⑦20080輸入無效等價(jià)類⑧200100輸入無效等價(jià)類⑨200113輸入無效等價(jià)類⑩本例的10個(gè)等價(jià)類至少需要8個(gè)測(cè)試用例不能出現(xiàn)相同的測(cè)試用例方法2——邊界值分析法

1)對(duì)16-bit的整數(shù)而言32767和-32768是邊界2)屏幕上光標(biāo)在最左上、最右下位置3)報(bào)表的第一行和最后一行4)數(shù)組元素的第一個(gè)和最后一個(gè)5)循環(huán)的第0次、第1次和倒數(shù)第2次、最后一次【定義】邊界值分析法就是對(duì)輸入或輸出的邊界值進(jìn)行測(cè)試的一種黑盒測(cè)試方法。通常邊界值分析法是作為對(duì)等價(jià)類劃分法的補(bǔ)充，這種情況下，其測(cè)試用例來自等價(jià)類的邊界。

【常見的邊界值】方法3——因果圖方法1.找出所有的原因，原因即輸入條件或輸入條件的等價(jià)類。

2.找出所有的結(jié)果，結(jié)果即輸出條件。

3.明確所有輸入條件之間的制約關(guān)系以及組合關(guān)系，判斷條件是否可以組合。

4.明確所有輸出條件之間的制約關(guān)系以及組合關(guān)系，判斷結(jié)果是否可以同時(shí)輸出。

5.找出不同輸入條件組合會(huì)產(chǎn)生哪些輸出結(jié)果。

6.將因果圖轉(zhuǎn)換成判定表或決策樹。

7.判定表或決策表中每一列表示的情況設(shè)計(jì)測(cè)試用例。因果圖中使用了簡(jiǎn)單的邏輯符號(hào)，以直線聯(lián)接左右結(jié)點(diǎn)。左結(jié)點(diǎn)表示輸入狀態(tài)（或稱原因），右結(jié)點(diǎn)表示輸出狀態(tài)（或稱結(jié)果）。ci表示原因，通常置于圖的左部；ei表示結(jié)果，通常在圖的右部。ci和ei均可取值0或1，0表示某狀態(tài)不出現(xiàn)，1表示某狀態(tài)出現(xiàn)。因果圖介紹因果圖舉例——例1某軟件規(guī)格說明書包含這樣的要求：第一列字符必須是A或B，第二列字符必須是一個(gè)數(shù)字，在此情況下進(jìn)行文件的修改，但如果第一列字符不正確，則給出信息L；如果第二列字符不是數(shù)字，則給出信息M。解答：1)

根據(jù)題意，原因和結(jié)果如下：

原因：

1——第一列字符是A；

2——第一列字符是B；

3——第二列字符是一數(shù)字。

結(jié)果：

21——修改文件；

22——給出信息L；

23——給出信息M。因果圖舉例——例1因果圖舉例——例1其對(duì)應(yīng)的因果圖如下：

11為中間節(jié)點(diǎn)；考慮到原因1和原因2不可能同時(shí)為1，因此在因果圖上施加E約束，如圖所示。因果圖舉例——例112345678原因（條件）11111000021100110031010101011111100動(dòng)作（結(jié)果）220000112110100023010101根據(jù)因果圖建立判定表如下把判定表的每一列拿出來作為依據(jù)，設(shè)計(jì)測(cè)試用例12345678原因（條件）11111000021100110031010101011111100動(dòng)作（結(jié)果）220000112110100023010101測(cè)試用例A6AaB9BPC5HYA0A@B1B*H4E%因果圖舉例——例1方法4——錯(cuò)誤推測(cè)法【定義】基于經(jīng)驗(yàn)和直覺推測(cè)程序中所有可能存在的各種錯(cuò)誤,從而有針對(duì)性的設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法?！净舅枷搿苛信e出程序中所有可能有的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況,根據(jù)他們選擇測(cè)試用例?！纠?】輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)為0的情況；輸入表格為空格或輸入表格只有一行。這些都是容易發(fā)生錯(cuò)誤的情況。可選擇這些情況下的例子作為測(cè)試用例。錯(cuò)誤推斷法舉例【例2】測(cè)試一個(gè)對(duì)線性表（比如數(shù)組）進(jìn)行排序的程序，可推測(cè)列出以下幾項(xiàng)需要特別測(cè)試的情況：輸入的線性表為空表；表中只含有一個(gè)元素；輸入表中所有元素已排好序；