基于等價(jià)類劃分的黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)

【摘 要】 等價(jià)類劃分法是黑盒測(cè)試中常用的、典型的測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法，它解決了如何選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)子集代表整個(gè)數(shù)據(jù)集的問題，有效控制了測(cè)試用例的數(shù)量，使測(cè)試數(shù)據(jù)從無限變成有限，避免了盲目、隨機(jī)選取數(shù)據(jù)帶來的不完整性，實(shí)現(xiàn)了合理的、更多的可能數(shù)據(jù)的覆蓋，讓軟件測(cè)試更加充分，從而可以發(fā)現(xiàn)更多的軟件缺陷。

【關(guān)鍵詞】黑盒測(cè)試 等價(jià)類劃分 測(cè)試用例

黑盒測(cè)試不考慮系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，主要針對(duì)軟件功能、界面進(jìn)行測(cè)試。理論上，黑盒測(cè)試只有采用窮舉輸入，才能發(fā)現(xiàn)軟件中所有潛在的缺陷。但是，實(shí)際測(cè)試情況有無窮多種，不可能對(duì)軟件進(jìn)行完全的測(cè)試，因此必須進(jìn)行有針對(duì)性的測(cè)試。測(cè)試用例可以指導(dǎo)測(cè)試的實(shí)施，保證有計(jì)劃、有組織地執(zhí)行軟件測(cè)試。黑盒測(cè)試用例的設(shè)計(jì)方法主要包括等價(jià)類劃分法、邊界值分析法等，其中等價(jià)類劃分法是最常用的、典型的黑盒測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法。

1 等價(jià)類劃分法的內(nèi)涵

在軟件測(cè)試中，等價(jià)類是指所有可能的輸入數(shù)據(jù)的子集合，該子集合中的任意一個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤都是等效的。為了確保軟件具有更高的可靠性，不僅要測(cè)試所有合法的輸入，也要測(cè)試那些不合法但可能的輸入。合理的、有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合為有效等價(jià)類，其可以驗(yàn)證軟件產(chǎn)品是否滿足用戶規(guī)定的需求；而那些不合理的、無意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合則為無效等價(jià)類，利用其可以找出軟件產(chǎn)品中與需求規(guī)格不相符合或與之矛盾的地方。

因此，等價(jià)類劃分法的基本思想就是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)合理劃分成若干等價(jià)類，然后從每一個(gè)等價(jià)類中選取代表數(shù)據(jù)，這樣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。劃分等價(jià)類時(shí)要同時(shí)考慮有效與無效等價(jià)類，這樣才能保證測(cè)試用例的完整性與代表性。

2 等價(jià)類劃分的原則

等價(jià)類劃分以軟件需求規(guī)格說明書為基礎(chǔ)，常用的幾條劃分原則如下。

（1）若輸入條件規(guī)定了取值范圍，則可確定取值范圍內(nèi)為有效等價(jià)類，取值范圍外為無效等價(jià)類。

（2）若輸入條件規(guī)定了次數(shù)范圍，則可確定次數(shù)范圍內(nèi)為有效等價(jià)類，次數(shù)范圍外為無效等價(jià)類。

（3）若輸入條件規(guī)定了輸入的一組值，且要求對(duì)每個(gè)值都要分別進(jìn)行處理，則可確定每個(gè)值為一個(gè)有效等價(jià)類、其他不允許的值的集合為無效等價(jià)類。

（4）若輸入條件規(guī)定了必須遵守的規(guī)則，則可確定符合規(guī)則的為有效等價(jià)類，違反規(guī)則的為無效等價(jià)類。在確定無效等價(jià)類時(shí)，可以把必須符合的規(guī)則拆分為具有單一意義的子規(guī)則，然后從不同角度違反子規(guī)則得到無效等價(jià)類。

3 等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例

應(yīng)用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，一般按照以下3個(gè)步驟進(jìn)行。

（1）劃分等價(jià)類。分析軟件需求規(guī)格說明書，結(jié)合等價(jià)類劃分原則，劃分有效等價(jià)類、無效等價(jià)類。

（2）建立等價(jià)類表。列出所有劃分的等價(jià)類，并為每個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一編號(hào)，建立如表1-1所示的等價(jià)類表。

表1-1 等價(jià)類表

輸入條件 有效等價(jià)類 無效等價(jià)類

… …⑴ …⑶

… …⑵ …⑷

（3）設(shè)計(jì)測(cè)試用例。設(shè)計(jì)測(cè)試用例時(shí)，應(yīng)該遵循以下原則。

①用最少的測(cè)試用例覆蓋所有的有效等價(jià)類。

②為每一個(gè)無效等價(jià)類設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)試用例。

4 等價(jià)類劃分法應(yīng)用實(shí)例

某評(píng)分系統(tǒng)根據(jù)輸入的分?jǐn)?shù)評(píng)定等級(jí)，[90，100]內(nèi)為A，[80，89]內(nèi)為B， [70，79]內(nèi)為C，[60，69]內(nèi)為D，60分以下為E。要求輸入的分?jǐn)?shù)必須是[0，100]之間的正整數(shù)。請(qǐng)應(yīng)用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

首先，劃分等價(jià)類并建立等價(jià)類表，如表1-2所示。

表1-2 某評(píng)分系統(tǒng)的等價(jià)類表

輸入條件 有效等價(jià)類 無效等價(jià)類

分?jǐn)?shù) 90≤分?jǐn)?shù)≤100 （1） 小于0的整數(shù) （6）

80≤分?jǐn)?shù)≤89 （2） 大于100的正整數(shù) （7）

70≤分?jǐn)?shù)≤79 （3） 小數(shù) （8）

60≤分?jǐn)?shù)≤69 （4） 含有非數(shù)字字符的字符串 （9）

0≤分?jǐn)?shù)≤59 （5） 輸入為空 （10）

然后，根據(jù)等價(jià)類表設(shè)計(jì)測(cè)試用例，如表1-3所示。

表1-3 某評(píng)分系統(tǒng)的等價(jià)類測(cè)試用例

用例編號(hào) 輸入 覆蓋等價(jià)類 預(yù)期結(jié)果

1 95 （1） A

2 80 （2） B

3 79 （3） C

4 61 （4） D

5 35 （5） E

6 -1 （6） 提示輸入無效

7 101 （7） 提示輸入無效

8 90.5 （8） 提示輸入無效

9 10o （9） 提示輸入無效

10 不輸入內(nèi)容 （10） 提示輸入無效

5 等價(jià)類劃分法總結(jié)

等價(jià)類劃分法僅僅考慮了單個(gè)數(shù)據(jù)域的各種情況，沒有充分考慮輸入數(shù)據(jù)的各種組合情況，因此它僅適用于輸入條件無制約關(guān)系的測(cè)試，若要檢查程序輸入條件的各種組合情況，需要結(jié)合其他測(cè)試用例設(shè)計(jì)方法。

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作者簡(jiǎn)介：任憲臻（1977-），女，碩士研究生，北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件應(yīng)用開發(fā)、軟件測(cè)試。