黑盒测试技术4-因果图法

❖ 与： 表示若几个原因都出现，结果才出现；若几个
e1 原因中有一个不出现，结果就不出现。 如图，若c1和c2都是1，则ei为1；否则ei为0。 “与” 可有任意个输入。
因果图的约束符号
输入条件的 4 种约束类型：
a
E
b (Exclusive)
❖ E 约束（异/互斥）： 表示几个原因不会同时成立； 可能他们都不成立，但最多有一个成立。
定义
用于描述输入之间，输入输出之 用于表达多逻辑条件下执行不
间的约束关系和因果关系
同操作的情况的工具
区别
本质
考虑输入条件之间的联系、各种 考虑输入条件之间的各种组合， 组合，相应产生多个动作。 相应产生多个动作。
当输入条件 用例数量相对少（无效用例） 会产生大量测试用例 过多时 可以覆盖到条件之间的先后关系 不能覆盖条件之间的先后关系
• 根据题意，原因和结果如下：
原因
1：A < B+C 2：B < A+C 3：C < A+B 4：A = B 5：A = C 6：B = C
结果
21：不能构成三角形 22：等边三角形 23：等腰三角形 24：一般三角形
步骤2：画出因果图
原因
结果
1
1：A < B+C
21：不能构成三 角形
2
2：B < A+C 22：等边三角形 3
如图，a和b中至多有一个可能为1，即a和b不 能同时为1。
❖ I 约束（或/包含）：
a 表示几个原因中至少有一个必须成立，当然也
I
b 可能都成立。
(In)
c 如图，a、b和c中至少有一个必须是1，即 a、b
和c不能同时为0。
因果图的约束符号
O
(Only)
a ❖ O 约束（唯一） ： 表示几个原因中必须有且仅有一个成立。
步骤2：画出因果图
原因
结果
C1：年薪制员工
A1：扣年终风 险金的4%
C2：非年薪制员工
A2：扣年终风 险金的2%
C3：严重过失
A3：扣当月薪 资的8%
C4：过失
A4：扣当月薪 资的4%
步骤3：施加相应的约束
原因
结果
C1：年薪制员工
A1：扣年终风 险金的4%
C2：非年薪制员工
A2：扣年终风 险金的2%
✓ 试绘制上述程序的因果图并转化为相应的决策表。
步骤1：分析原因和结果
• 根据题意，原因和结果如下：
原因
结果
若投入5元钱，按下“橙汁” 或“啤酒”的按钮，则相应的
1：投入10元 21：退还5元
2：投入5元
22：送出 “橙汁”
3：按下“橙 23：送出
汁”按钮
“啤酒”
饮料就送出来。若投入10元钱 的硬币，同样也是按“橙汁” 或“啤酒”的按钮，则自动售 货机在送出相应饮料的同时退 回5元钱。
找出条件桩与动作桩
•根据题意，条件和动作如下：
条件
动作
C1：年薪制员工
A1：扣年终风 险金的4%
C2：非年薪制员工
A2：扣年终风 险金的2%
C3：严重过失
A3：扣当月薪 资的8%
C4：过失
A4：扣当月薪 资的4%
（1）年薪制员工：严重过失，扣年 终风险金的4%；过失，扣年终风 险金的2%。
（2）非年薪制员工：严重过失，扣 当月薪资的8%；过失，扣当月薪 资的4%。
E
投投入入5角5元硬币
2
按下“橙汁”按钮
3
E
按下“啤酒”按钮
4
∨ 11
已投币
∧ 21
退退还换5角5硬元币
∧ 22
送出“橙汁”饮料
∨ 12
已按钮
∧
23
送出“啤酒”饮料
添加约束条件的因果图
步骤4 将因果图转换为决策表
投入10元 投入5元
退还5元
三角问题
• 绘制三角问题的因果图并转化为相应的决策表。
步骤1：分析原因和结果
输入条件项和动作项
存在大量 不可能的情况
！
c1:年薪制员工 T F T T T F F F T T T F F F T F
c2:非年薪制员工 T T F T T F T T F F T F F T F F
c3:严重过失
T T T F T T FTFTF F T F FF
c4:过失
T T T T F T TFTFF T F F FF
❖ 非：
表示原因与结果之间的一种否定关系。 e1 若原因出现，则结果不出现；若原因不出现
，反而结果出现。 如图，若ci是1，则ei是0；否则ei是1。
因果图的关系符号
c1
或
c2 V
c3
c1
与
∧
c2
❖ 或： 表示若几个原因中有一个出现，则结果出现
e1 ；只有当这几个原因都不出现时，结果才不 出现。 如图，若c1或c2是1，则ei为1；否则ei为0。 “或”可有任意个输入。
4
24：一般三角
形
5
5：A = C
6
6：B = C
～ ～
～
∧
10
∧ 11
∨
12
∨
21
∧ 22
M
∧ 23
～ 24
对于条件4：A = B， 5：A = C ，6：B = C，不可能两个成立，另
一个不成立的约束如何添加？
重回步骤1：分析原因和结果
•根据题意，原因和结果如下：
1：A < B+C 2：B < A+C 3：C < A+B 4：A = B 5：A = C 6：B = C
C3：严重过失
A3：扣当月薪 资的8%
C4：过失
A4：扣当月薪 资的4%
步骤4 ：将因果图转换为决策表
c1:年薪制员工
FFTT
c2:非年薪制员工 c3:严重过失
TTFF FTFT
c4:过失
TFTF
A1:扣年终风险金的4%
√
A2:扣年终风险金的2%
√
A3:扣当月薪资的8%
√
A4:扣当月薪资的4%
√
步骤5：设计测试用例
4
4：A = B
24：一般三角形
5：A = C
5
6：B = C
6
～ ～
～
∧
10
∧ 11
∨
12
∨
21
∧ 22
∧ 23
～ 24
•10、11、12为中间
步骤3：施加相应的约束
原因
结果
1：A < B+C
21：不能构成 三角形
1
2
2：B < A+C
22：等边三角 形
3
3：C < A+B
23：等腰三角 形
4：A = B
A1:扣年终风险金 的4%
A2:扣年终风险金 的2%
A3:扣当月薪资的 8%
A4:扣当月薪资的 4%
√ √ √ √
当输入条件过多时，使用判定表会产生大量测试用例 ，而且也不能表达条件之间的各种（先后）关系。
在一定情况下，那还有没有其他适合的方法呢？
步骤一：列出原因和结果
•根据题意，原因和结果如下：
1
～ ～
∨
21
～ ∧ 13
4
2
～
∧
3
10
4
∧ 11
5
∧ 22 ∧ 23
～ 5 M6 ～
∧ 14 ∧
15
6
∨ 12
～∧
24
∨ 25
步骤4： 将因果图转换为决策表
1:a<b+c? 2:b<a+c? 3:C<a+b? 4:a=b? 5:a=c? 6:b=c? 21:非三角形 24:一般三角形 23:等腰三角形 22:等边三角形 25：不可能
FTTTT - FTTT - - FTT - - - TT - - - TT - - - TF √√√
√ √
T T TTT T T T TTT T T T TTT T T T FFF F F F TTF F T F TFT F
√
√
√√
√
√
步骤5 ：根据决策表设计测试用例
用例ID DT1 DT2 DT3 DT4 DT5 DT6 DT7 DT8 DT9 DT10 DT11
因果图法与判定表法的关系？
不同角度
因果图法
判定表法
位置 黑盒测试技术中，设计测试用例的方法
联系
适用于
程序的输入条件存在不同的组合，执行相应的操作 弥补了等价类、边界值的不足
基本思想 把程序功能的描述性语言形象的图表(直观、清晰)
使用
二者往往结合使用，使用因果图可以得到判定表，它可以看作 判定表法的前期阶段，也可以直接应用判定表。
❖因果图提供了一个把需求转化为判定表的系统化方法 ❖因果图法最终生成的就是判定表，它适合于检查程序输
入条件的各种组合情况。 ❖原因：输入条件 结果：输出
因果图的关系符号
左边的节点表示原因
右边的节点表示结果
• 因果图中使用简单的关系符号，以直线联接左右结点。 左结点表示输入状态（原因），右结点表示输出状态（结果）。
原因
结果
C1：年薪制员工
A1：扣年终风 险金的4%
C2：非年薪制员工
A2：扣年终风 险金的2%
C3：严重过失
A3：扣当月薪 资的8%
C4：过失
A4：扣当月薪 资的4%
（1）年薪制员工：严重过失，扣年 终风险金的4%；过失，扣年终风 险金的2%。
（2）非年薪制员工：严重过失，扣 当月薪资的8%；过失，扣当月薪 资的4%。
因果图与判定表的选择
❖ 考虑条件和动作间的联系——先使用因果图 ❖ 如果需求是以判定表形式给出的、项目在设计阶段就采
用了判定表——直接用判定表设计测试用例
例题
• 例如，有一个饮料自动售货机（处理单价为5元）的控制 处理软件，它的软件规格说明如下：
✓ 若投入5元钱，按下“橙汁”或“啤酒”的按钮，则相应的饮料 就送出来。若投入10元钱，同样也是按“橙汁”或“啤酒”的按 钮，则自动售货机在送出相应饮料的同时退回5元钱。
原因
结果
21：不能构成三角形 22：等边三角形 23：等腰三角形 24：一般三角形 25：不可能
步骤2：画出因果图
1
～ ～
∨
21
2
～
∧
3
10
∧ 22
～ ∧ 13
4
～ 5
∧ 14
∨ 25
4
∧ 11
5
∧ 23
6～
∧
15
6
∨ 12
～∧
24
•10、11、12、13、14、15为中间节点。
步骤3：施加相应的约束
a
b
c
预期输出
4
1
2
非三角形
1
4
2
非三角形
1
2
4
非三角形
5
5
5
等边三角形
?
?
?
不可能
?
?
?
不可能
黑盒测试技术（IV） — 因果图法
学习目标
什么是因果图？ 因果图的组成（关系和约束） 因果图法设计测试用例的步骤 因果图与判定表的关系
我们知道，当被测对象的输入条件
相互依赖、相互制约的时候，适合
用判定表法进行测试！
练习一
某软件的一个模块的需求规格说明书中描述： （1）年薪制员工：严重过失，扣年终风险金的4%；过失 ，扣年终风险金的2%。 （2）非年薪制员工：严重过失，扣当月薪资的8%；过失 ，扣当月薪资的4%。 请用判定表法设计出相应的测试用例。
4：按下“啤 酒”按钮
步骤2：画出因果图
投投入入11元0硬元币
1
投投入入55角元硬币
2
按下“橙
汁”按钮
3
按下“啤 酒”按钮
4
∨ 11
已投币
∨ 12
已按钮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•11、12为中间节点。
∧ 21
退退还换5角5元硬币
∧ 22
送出“橙汁”按钮
∧
23
送出“啤酒”饮料
步骤3：施加相应的约束
投投入入110元元硬币
1
b 如图， a和b必须有一个，且仅有1个为1。
a
R
(Request) b
❖ R 约束（要求）： 表示当a出现时，b必须也出现。
如图， a是1时，b必须是1，即不可能a是1时b是0 。
因果图的约束符号
输出条件的约束类型：
a
❖ M 约束（屏蔽）：
M 表示当a是1时，b必须是0；
b
而当a为0时，b的值不一定。
(Mandate)
因果图法设计用例步骤
需求
1. 找出输入输出并进行标识
分析
2. 分析输入输出的关系
关联
3. 画出因果图
转换
4. 因果图转换为判定表
输出
5. 生成测试用例
因果图法设计用例的步骤
1. 分析软件需求规格说明中哪些是原因（即输入条件或 输入条件的等价类），哪些是结果（即输出条件）， 并给每个原因和结果赋予一个标识符。
因果图的关系符号
❖ 4种符号表示4种因果关系：恒等、非、或、与 ❖ ci表示原因，通常在图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。
ci和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。
恒等 c1 非 c1
❖ 恒等： 表示原因与结果之间一对一的对应关系。
e1 若原因出现，则结果出现；若原因不出现， 则结果也不出现。 如图，若ci是1，则ei也是1；否则ei为0。
3：C < A+B 23：等腰三角形
4
4：A = B
24：一般三角形
5：A = C
5
6：B = C
6
～ ～
～
∧
10
∨
21
∧ 22
∧ 11
∨
12
∧ 23 ～∧
24
•10、11、12为中间
步骤2：画出因果图
原因
结果
1
1：A < B+C
21：不能构成三 角形
2
2：B < A+C 22：等边三角形 3
3：C < A+B 23：等腰三角形
用例 员工类型 1 年薪制员工 2 年薪制员工 3 非年薪制员工 4 非年薪制员工
过失程度 严重过失
过失 严重过失
过失
预期输出 扣年终风险金的4% 扣年终风险金的2% 扣当月薪资的8% 扣当月薪资的4%
什么是因果图法？
因果图法（Cause-Effect Graphics） 是一种利用图解法分析输入的各种组合情况 ，从而设计测试用例的方法。
2. 分析软件规格说明中的语义，找出原因与结果之间、 原因与原因之间对应的关系， 根据这些关系画出因 果图。
3. 由于语法或环境的限制，有些原因与原因之间、原因 与结果之间的组合情况不可能出现。为表明这些特殊 情况，在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。
4. 把因果图转换为判定表。 5. 根据判定表中的每一列设计测试用例。