優(yōu)化測試用例的黑盒測試方法研究

優(yōu)化測試用例的黑盒測試方法研究0引言黑盒測試方法是一種從軟件系統(tǒng)的功能說明書出發(fā)去尋找軟件毛病的測試方法，測試軟件系統(tǒng)功能。與白盒測試方法不同，黑盒測試方法不關(guān)注軟件的邏輯構(gòu)造，將待測試的軟件看作一個黑盒子，只關(guān)注軟件功能的實現(xiàn)。常見的黑盒測試方法有：隨機測試、等價類劃分、界限值分析和因果圖等。1常用黑盒測試方法1.1隨機測試該測試方法僅僅依靠測試者的直覺和個人經(jīng)歷體驗去設(shè)計測試用例，對軟件進行隨機測試，因而較難發(fā)現(xiàn)毛病，效率較低，大型軟件一般很少使用。1.2等價類劃分該方法是從軟件輸入數(shù)據(jù)的限定條件出發(fā)，或者從軟件的輸出數(shù)據(jù)倒推輸入數(shù)據(jù)的特性，進而劃分為不同的類別，每一個類別稱為等價類，每個等價類中可選取一組數(shù)據(jù)作為該等價類的代表，對系統(tǒng)進行測試。如系統(tǒng)要求輸入的數(shù)據(jù)為0～5之間的整數(shù)，就可劃分出3個等價類：小于0的整數(shù);0～5的整數(shù);大于5的整數(shù)。1.3界限值分析此方法通常結(jié)合等價類劃分方法一起使用。系統(tǒng)在界限處產(chǎn)生毛病的概率較大，因而有需要對界限處加強測試。選取的測試數(shù)據(jù)能夠略大于、略小于或等于界限值。對上述等價類的例子而言，可設(shè)定-1、0、1、4、5、6進行測試。1.4因果圖與等價類劃分和界限值分析方法相比，因果圖方法既考慮了輸入條件的組合關(guān)系，又考慮了輸出條件對輸入條件的依靠關(guān)系，效率較高。它將天然語言描繪敘述的規(guī)格說明轉(zhuǎn)換為類似數(shù)字邏輯電路的因果圖。步驟如下：①將功能說明書分解成片段。將輸入條件分成若干組，分別對每個組使用因果圖，減少輸入條件組合的數(shù)目;②辨別原因和結(jié)果，并加以編號。原因是指輸入條件或輸入條件的等價類，結(jié)果是指輸出條件或系統(tǒng)變換。每個原因和結(jié)果都對應(yīng)于因果圖中的一個結(jié)點，當(dāng)原因或結(jié)果成立〔或出現(xiàn)〕時，相應(yīng)結(jié)點的值為1，否則為0;③根據(jù)功能說明中規(guī)定的原因與結(jié)果之間的關(guān)系畫出因果圖;④根據(jù)功能說明在因果圖中加上約束條件;⑤根據(jù)因果圖畫出斷定表;⑥為斷定表的每一列設(shè)計一個測試用例。2優(yōu)化測試用例數(shù)量的黑盒測試方法前述黑盒測試方法測試用例數(shù)量有時太多，有需要采取化方法選取有代表性的測試用例來提升發(fā)現(xiàn)毛病的概率。2.1分類樹方法該方法與等價類劃分類似，不同之處在于分類樹方法是用樹狀圖來表示各類別。操作步驟如下：〔1〕從軟件系統(tǒng)的功能說明書中辨別出不同的類別。以求兩數(shù)中較大數(shù)的程序為例：假設(shè)程序要求的輸入文件是File，F(xiàn)ile接收兩個數(shù)據(jù)a和b。計算a-b的結(jié)果，由得到的結(jié)果判定兩數(shù)的大小。因而，輸入文件File有3個類別：不存在、存在但為空文件、存在但非空。a-b的值可以分為3類：大于0、小于0、等于0?！?〕根據(jù)得到的類別構(gòu)造分類樹。〔3〕根據(jù)分類樹的結(jié)點設(shè)計測試用例表?！?〕從用例表中挑選可行的測試用例。本文以企業(yè)員工考勤系統(tǒng)為例討論分類樹設(shè)計測試用例的方法。此考勤系統(tǒng)的功能說明書如下：〔1〕統(tǒng)計企業(yè)每月考勤結(jié)果。員工平常上下班刷卡的時間記錄在考勤系統(tǒng)中。根據(jù)考勤記錄統(tǒng)計員工的出勤情況。每個員工都有一個ID，可唯一辨別員工的個人信息，如員工的姓名、崗位、工資等信息?！?〕在考勤系統(tǒng)界面上輸入員工ID，系統(tǒng)information文件中存放員工個人信息，根據(jù)該文件可辨別員工的權(quán)限，假如ID號碼不合法，或是離開職位員工，系統(tǒng)將提示無法統(tǒng)計出勤情況。在人員工分為兩類：一類是普通員工，需進行功能說明書第3步的操作;另一類是特權(quán)員工，如總經(jīng)理等級其余員工，常因出差、招標(biāo)等原因外出，因而考勤能夠適當(dāng)放寬，履行功能說明書第4步操作?！?〕上班時間為早上9：00到下午5：00，刷卡時間允許前后波動15分鐘。普通員工一個月內(nèi)最多可遲到3次?？缭?次，每跨越1次扣除員工月工資總額的1/30。假設(shè)刷卡時間為time，月工資為salary，遲到次數(shù)為count。遲到次數(shù)小于3次，系統(tǒng)提示無遲到記錄遲到次數(shù)等于3次，系統(tǒng)提示本月遲到到達3次遲到次數(shù)大于3次，系統(tǒng)計算本月應(yīng)扣除工資：salary/30〔count-3〕，并將結(jié)果顯示出來。〔4〕特權(quán)員工刷卡時間不作為考勤的唯一標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)計此類員工考勤信息時，系統(tǒng)彈出特權(quán)員工不根據(jù)普通員工的考勤考核辦法。根據(jù)考勤系統(tǒng)的功能說明書，能夠分析得出系統(tǒng)的不同類別，如下表1所示。表1考勤系統(tǒng)的分類和類別分類對應(yīng)類別information文件的狀況不存在，存在但是空文件，存在但不空員工ID狀況無此ID，有此IDID的權(quán)限普通員工，特權(quán)員工遲到次數(shù)3，=3，3由表1可知，每個分類分別有3、2、2、3個類別，將這些類別分別組合，可知該系統(tǒng)的用例總數(shù)為3223=36個。但其中有些用例是不合法的，比方：information文件的狀況假如是空，則不可能與員工ID狀況這個分類進行組合。此類不合法的測試用例無需進行測試。因而實際測試用例少于36個。構(gòu)造系統(tǒng)分類樹，如此圖1所示。該分類樹中圖形含義如下：①圓點表示開始，代表根結(jié)點，表示系統(tǒng)的輸入域。位于頂點下方的information文件的狀況為頂層分類;②矩形框表示根據(jù)功能說明進行的分類〔即表格1中第一列的項目〕;③分類樹的終端即葉子結(jié)點用列〔豎線〕來表示;④分類樹中的每一行代表一個測試用例。分類樹下方用橫線隔開，每一行能夠設(shè)計一個測試用例?？稍O(shè)計如下7個測試用例：①輸入information文件狀況為不存在，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出毛病提示;②輸入information文件狀況為存在但為空，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出毛病提示;③輸入information文件狀況為存在但不空，員工ID狀況為無此ID，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出無法統(tǒng)計出勤情況的提示;④輸入：information文件狀況為存在但不空，員工ID狀況為有此ID，ID的權(quán)限為特權(quán)員工，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出特權(quán)員工不按普通員工的考勤辦法考核⑤輸入：information文件狀況為存在但不空，員工ID狀況為有此ID，ID的權(quán)限為普通員工，遲到次數(shù)count小于3，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出無遲到記錄⑥輸入：information文件狀況為存在但不空，員工ID狀況為有此ID，ID的權(quán)限為普通員工，遲到次數(shù)count等于3，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)彈出本月遲到到達3次⑦輸入：information文件狀況為存在但不空，員工ID狀況為有此ID，ID的權(quán)限為普通員工，遲到次數(shù)count大于3，預(yù)期輸出：考勤系統(tǒng)顯示員工本月應(yīng)扣工資金額。由圖1可知，由分類樹設(shè)計的7個測試用例，相比原先由組合關(guān)系得到的36個測試用例，數(shù)量明顯減少，根據(jù)系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)域，可全面測試系統(tǒng)功能。圖1考勤系統(tǒng)分類樹2.2正交試驗設(shè)計正交試驗設(shè)計〔Orthogonalexperimentaldesign〕是研究多因素多水平的一種設(shè)計方法，它根據(jù)正交表從全面試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗。正交表是平衡分散的，在減少測試用例的同時，也能對軟件進行全面的測試。在正交測試中，次數(shù)〔Runs〕表示測試用例的個數(shù);因素數(shù)〔Factors〕表示影響某結(jié)果的變量個數(shù);水平數(shù)〔Levels〕表示每個因素取值的個數(shù);正交表的表現(xiàn)形式記為：Lruns〔1evelsfactors〕。其操作步驟如下：①找出與軟件系統(tǒng)輸出結(jié)果相關(guān)的因素與水平;②根據(jù)不同的因素和水平，選擇適當(dāng)?shù)恼槐?。假如影響軟件的水平?shù)一樣，因素數(shù)恰好符合正交表，則直接選用該正交表。假如水平數(shù)一樣，但在正交表中找不到相應(yīng)的因素數(shù)，則取因素數(shù)最接近但略大實際值的表;③將正交表轉(zhuǎn)化為含有因素的測試用例方案。3結(jié)束語分類樹方法與等價類劃分類似，但重要采取樹形圖來設(shè)計測試用例，能夠減少用例數(shù)量。此方法對測試者軟件項目經(jīng)歷體驗要求不高，而且能夠不依靠自動化工具即可進行測試。正交試驗設(shè)計法可以以優(yōu)化用例的數(shù)量。該方法由正交表來設(shè)計測試用例，減少試驗次數(shù)。但利用正交試驗設(shè)計法有時因素數(shù)和水平數(shù)與正交表不會恰好相符，有一定的誤差。本文兩種方法各有優(yōu)點。以下為參考文獻：＼