淺析黑盒測(cè)試?yán)碚摷霸诔绦蛟O(shè)計(jì)中的應(yīng)用

湯小波

摘要：程序設(shè)計(jì)是軟件專業(yè)的一門(mén)重要課程，在完成一個(gè)問(wèn)題的設(shè)計(jì)思路后，如何判斷其結(jié)果的正確性，必須要進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，軟件測(cè)試方法分為白盒測(cè)試與黑盒測(cè)試，而黑盒測(cè)試對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單易行，本文針對(duì)黑盒測(cè)試方法對(duì)其原理進(jìn)行了分析與闡述，并針對(duì)實(shí)際問(wèn)題在程序設(shè)計(jì)中加以分析及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：黑盒 測(cè)試

1黑盒測(cè)試概述

1.1什么是黑盒測(cè)試

黑盒測(cè)試也稱功能測(cè)試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試，它是指在已知產(chǎn)品所應(yīng)具有功能前提下，通過(guò)測(cè)試來(lái)檢測(cè)每個(gè)功能是否都能正常使用。在測(cè)試時(shí)，把程序看成一個(gè)不能打開(kāi)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，在程序接口進(jìn)行測(cè)試。

1.2黑盒測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)如下：比較簡(jiǎn)單，與軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)；從用戶角度出發(fā)；基于軟件開(kāi)發(fā)文檔。其缺點(diǎn)如下：覆蓋率較低，大概只能達(dá)到代碼量的30%左右；自動(dòng)化測(cè)試復(fù)用率較低。

1.3黑盒測(cè)試方法

黑盒測(cè)試方法主要有五種，分為等價(jià)類(lèi)劃分法、邊界值劃分法、錯(cuò)誤推測(cè)法、場(chǎng)景法和因果圖法。在實(shí)際測(cè)試用例設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅根據(jù)需要、場(chǎng)合單獨(dú)使用這些方法，而且常常綜合運(yùn)用多個(gè)方法，使測(cè)試用例的設(shè)計(jì)更為有效。

2等價(jià)類(lèi)法

2.1等價(jià)類(lèi)定義

指某個(gè)輸入域的子集合。在該集合中，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。包括有效等價(jià)類(lèi)和無(wú)效等價(jià)類(lèi)。有效等價(jià)類(lèi)指符合《需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》，合理地輸入數(shù)據(jù)集合。無(wú)效等價(jià)類(lèi)指不符合《需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)》，無(wú)意義地輸入數(shù)據(jù)集合。

2.2等價(jià)類(lèi)劃分的原則

劃分等價(jià)類(lèi)最重要的原則是集合的劃分。集合劃分為互不相交的子集。確定等價(jià)類(lèi)的原則如下：

如果規(guī)定了輸入值的范圍，可以分為一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)，兩個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)；如果輸入是布爾表達(dá)式，可以分為一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)；如果輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者“必須如何”的條件，則可以確定一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)；在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定n個(gè)），且程序要對(duì)每一個(gè)輸入值分別處理的情況下，可確定n個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和一個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)；在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下，可確定一個(gè)有效等價(jià)類(lèi)和若干個(gè)無(wú)效等價(jià)類(lèi)。

2.3等價(jià)類(lèi)的應(yīng)用

案例1：輸入X值，當(dāng)X>0時(shí)，輸出1；當(dāng)X=0時(shí)，輸出0；當(dāng)X<0時(shí)，輸出為-1。

利用c#語(yǔ)言編寫(xiě)程序代碼片斷如下：

Int x=int.parse（System.In.ReadLind（））；

int y；

If（x>0） Y=1； elseif（x=0） y=0 else y=-1；

利用等價(jià)類(lèi)法劃分為三個(gè)有效等價(jià)類(lèi)，

根據(jù)上述測(cè)試，分析與測(cè)試結(jié)果完全符合預(yù)期，程序完全正確。

3邊界值法

3.1邊界值法定義

邊界值法就是假定錯(cuò)誤發(fā)生在輸入和輸出邊界上，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試分析的方法，實(shí)踐證明，大量的錯(cuò)誤發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上，而不是輸入或輸出范圍的內(nèi)部。

3.2邊界法的應(yīng)用

案例2：利用循環(huán)計(jì)算前100項(xiàng)的和。利用c#語(yǔ)句編寫(xiě)代碼片斷如下：

重點(diǎn)關(guān)注在循環(huán)到終點(diǎn)時(shí)的情況，即邊界值為99、100、101時(shí)的情況，根據(jù)上表分析，當(dāng)i值在臨近邊界99時(shí)，累加情況剛好隨著i值累加到了99，i值為100時(shí)，累加剛好到100，i值為101時(shí)循環(huán)結(jié)束。此時(shí)剛好累加到100程序終止，可見(jiàn)程序分析和測(cè)試結(jié)果完全正確。

4場(chǎng)景法

4.1場(chǎng)景法內(nèi)涵

場(chǎng)景是通過(guò)描述流經(jīng)用例的路徑來(lái)確定的過(guò)程，這個(gè)流經(jīng)過(guò)程要從用例開(kāi)始到結(jié)束遍歷所有基本流和備選流。場(chǎng)景法就是根據(jù)這些基本流和備選流的流動(dòng)過(guò)程設(shè)計(jì)測(cè)試用例。

4.2場(chǎng)景法應(yīng)用

案例3：從甲地到乙地，經(jīng)過(guò)二次猜數(shù)游戲方能順利到達(dá)，每次猜數(shù)最多只能猜三次，猜錯(cuò)則被淘汰，否則正常通過(guò)。用偽代碼編寫(xiě)c#程序如下：

Booleanf=true；

For（int i=1；i<=3；i++）

{猜數(shù)；if（猜錯(cuò)） f=false；}

For（int i=1；i<=3；i++）

{猜數(shù)；if（猜錯(cuò)） f=false；}

If（f）通過(guò)； else不通過(guò)；

將上述三種場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)試分析，程序完全符合預(yù)期，程序設(shè)計(jì)正確。

5其它方法簡(jiǎn)述

因果圖法是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從而設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法，它適合于檢查程序輸入條件的各種組合情況。錯(cuò)誤推測(cè)法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)推測(cè)程序中所有可能存在的各種錯(cuò)誤，從而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。

綜述，在程序設(shè)計(jì)中充分利用軟件測(cè)試的方法和原理可以有效地檢測(cè)和防止程序中發(fā)生的各種錯(cuò)誤，對(duì)于提高程序的分析和設(shè)計(jì)能力具有重要的意義，豐富了軟件過(guò)程設(shè)計(jì)思想。