软件测试白盒黑盒测试第2章(4)解答

x2
g
从所有等价类笛
卡尔积的每个元
f
素中获得的测试
用例
e
a
b
c
d
x1
强健壮等价类测试用例
使用等价类划分法测试的实例
• 实例1 三角形问题
分析：在多数情况下，是从输入域划分等价类的，但 并非不能从被测程序的输出域反过来定义等价类， 事实上，这对于三角形问题却是最简单的划分方法。 在三角形问题中，有四种可能的输出：等边三角形、 等腰三角形、一般三角形和非三角形。利用这些信 息能够确定下列输出（值域）等价类。
x2
g 这三个测试用
例使用每个等
f
价类中的一个 值
e
x1
a
b
c
d
弱一般等价类测试用例
强一般等价类测试
• 强一般等价类测试基于多缺陷假设，因此需要等价类笛卡 尔积的每个元素对应的测试用例。
• 笛卡尔积可保证两种意义上的“完备性”：一是覆盖所有 的等价类，二是有可能的输入组合中的一个。
x2 g
f
e
a
b
c
d
强一般等价类测试用例
“好的”等价 类测试的关键 是等价关系的
选择！
x1
弱健壮等价类测试
• 怎么能既弱又健壮呢？ • ---健壮，是因为这种测试考虑了无效值； • ---弱，是因为有单缺陷假设。
x2 g
f
e
x1
a
b
c
d
弱健壮等价类测试用例
强健壮等价类测试
• 健壮，所以这种测试要考虑无效值； • 强，所以这种测试要具有多缺陷假设
（1）如果不满足条件4、条件5和条件6中的一个， 则程序输出为“非三角形”。
（2）如果三条边相等，则程序输出为“等边三角 形”。
（3）如果恰好有两条边相等，则程序输出为“等腰 三角形”。
（4）如果三条边都不相等，则程序输出为“一般三 角形”。
• 结论：三角形问题的复杂之处在于输入与输出之间
2、NextDate函数
例：程序输入条件为以字符‘a’开头、长度为8的字符串，并 且字符串不包含‘a’~ ‘z’之外的其它字符，则有效等价类为 满足了上述所有条件的字符串，无效等价类为不以‘a’开头的 字符串、长度不为8的字符串和包含了‘a’~ ‘z’之外其它字符 的字符串。 （5）细分等价类 在确知已划分的等价类中各元素在程序中 的处理方式不同的情况下，则应再将该等价类进一步划分为 更小的等价类，并建立等价类表。
等价类的划分原则
• 进行等价类划分的依据：
（1）按照区间划分 在输入条件规定了取值范围或值的个数 的情况下，可以确定一个有效等价类和两个无效等价类。
例：程序输入条件为小于100大于10的整数x，则有效等价类 为10＜x＜100，两个无效等价类为x≤10和x≥100。
等价类的划分原则
• 进行等价类划分的依据：
图2-14 黑盒测试示意图
2.3.1黑盒测试和白盒测试的异同
1. 执行测试人员不同 黑盒测试通常由用户以及非开发人员来进行；
而白盒测试通常要由了解软件内部结构的开发人 员来做。 2. 测试覆盖目标不同
如果我们用一个盒子来代替整个软件系统， 那么黑盒测试可以看成是一种系统测试。而对盒 子内部的多个单元的测试就可以称作为白盒测试。
要用到MODEM，测试中考虑对设备的共享）； • 考虑特殊情况（如内存和硬件的冲突等）； • 设计极端情况（如破坏性测试等）； • 好的测试用例集能花费最小的代价（人力、物力、
财力、时间）做最好的测试。
测试用例设计书写标准
测试用例编写主要元素如下： • 标识符——惟一标识每一个测试用例 • 测试项——准确的描述所需要测试的项及其特征 • 测试环境要求——表征执行该测试用例需要的测试环境 • 输入标准——执行测试用例的输入需求（这些输入可能
等价类划分法
• 等价类划分法是把所有可能的输入数据，即程序 的输入域划分为若干部分（子集），然后从每一 个子集中选取少数具有代表性的数据作为测试用 例。
• 所谓等价类是指某个输入域的子集合。在该子集 合中，各个输入数据对于揭露程序中的错误都是 等效的，它们具有等价特性，即每一类的代表性 数据在测试中的作用都等价于这一类中的其它数 据。这样，对于表征该类的数据输入将能代表整 个子集合的输入。因此，可以合理的假定：
4、测试方法不同
一个最普通的区别就是行为测试设计是基于 功能需求来定义测试，而结构测试则是基于代码 本身来定义测试的。这就是两种设计测试的方法。 因为行为测试是基于外部功能定义的，所以称作 黑盒测试；结构测试则是基于代码内部结构来定 义的，所以称作白盒测试。
5、评估测试方法不同
一些技术是使用代码工具来跟踪软件内部的 工作过程，因此称为白盒测试技术。与之相比， 黑盒测试技术只是简单的观察程序的正常输出。
另外一种区别就是，二者的覆盖目标不同。 黑盒测试的目标是覆盖所有的用户需求；而白盒 测试的目标是覆盖所有的代码。
3、测试动机不同
有效的安全测试有时也需要详细了解代码以 及系统结构，此时把这些技术称作白盒测试。
另外一种风险测试的目标可能就只是测试软 件是否能够为用户提供预期输出。可用性测试就 是如此，所以被称作黑盒测试。
下条件：
条件1 1≤a≤100
条件4 a<b+c
条件2 1≤b≤100
条件5 b<a+c
条件3 1≤c≤100
条件6 c<a+b
• 如果输入值a、b、c不满足条件1、条件2和条件3 ， 程序给出“边的取值超出允许范围”的信息。
• 如果输入值a、b、c 满足条件1、条件2和条件3， 则输出下列四种情况之一：
——测试某等价类的代表值就是等效于对于这 一类其它值的测试。
等价类的划分原则
如何划分？——先从程序的规格说明书中找出各个 输入条件，再为每个输入条件划分两个或多个等 价类，形成若干的互不相交的子集。
• 采用等价类划分法设计测试用例通常分两步进行： （1）确定等价类，列出等价类表。 （2）确定测试用例。
等价类的划分原则
（3）按照数值集合划分 在输入条件规定了输入值的集合或 规定了“必须如何”的条件下，可以确定一个有效等价类和 一个无效等价类（该集合有效值之外）。
例：程序输入条件为取值为奇数的整数x，则有效等价类为x 的值为奇数的整数，无效等价类为x的值不为奇数的整数。
等价类的划分原则
（4）按照限制条件或规则划分 在规定了输入数据必须遵守 的规则或限制条件的情况下，可确定一个有效等价类（符合 规则）和若干个无效等价类（从不同角度违反规则）。
（3）检测程序初始化和终止方面的错误。
三角形问题与NextDate函数
1、三角形问题
输入三个整数a、b、c，分别作为三角形的三 条边，现通过程序判断由三条边构成的三角形的类 型为等边三角形、等腰三角形、一般三角形（特殊 的还有直角三角形），以及构不成三角形。
现在要求输入三个整数a、b、c，必须满足以
等价类划分法
举例：设计这样的测试用例，来实现一个对所有实 数进行开平方运算（ y = sqrt(x) ）的程序的测试。
➢ 思考方向： 由于开平方运算只对非负实数有效，这时需
要将所有的实数（输入域x）进行划分，可以分成： 正实数、0 和 负实数。假设我们选定+1.4444代 表正实数，-2.345代表负实数，则为该程序设计 的测试用例的输入为+1.4444、 0 和 -2.345。
2.3黑盒测试
黑盒测试也称作功能测试和行为测试，主要 是根据功能需求来测试程序是否按照预期工作。 黑盒测试的目的是尽量发现代码所表现的外部行为 的错误，主要有以下几类：
⑴功能不正确或不完整； ⑵接口错误； ⑶接口所使用的数据结构错误； ⑷行为或性能错误； ⑸初始化和终止错误。
黑盒测试的示意图如图2-14 所示。从图2-14 中，我们可以看出黑盒测试只考虑程序的输 入和输出，无须考虑程序的内部代码。
（3）设计一个新的测试用例，使它仅覆盖一个尚未 覆盖的无效等价类。重复这一步骤，直到所有的 无效等价类均被测试用例所覆盖。
常见等价类划分测试形式
• 针对是否对无效数据进行测试，可以将等价类测 试分为 标准等价类测试和健壮等价类测试。
➢ 标准等价类测试——不考虑无效数据值，测试用 例使用每个等价类中的一个值。
2.3.2黑盒测试的用例设计
常用的黑盒测试用例设计方法主要有以下 几种：等价类划分方法，边界值分析方法，因果 图方法，判定表驱动分析方法，正交实验设计方 法等。
黑盒测试法的概念
• 黑盒测试被称为功能测试或数据驱动测试。在测试 时，把被测程序视为一个不能打开的黑盒子，在完 全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下进行。
➢ 健壮等价类测试——主要的出发点是考虑了无效 等价类。对有效输入，测试用例从每个有效等价 类中取一个值； 对无效输入，一个测试用例有一 个无效值，其他值均取有效值。
为了便于理解，我们将讨论两变量x1和x2函数F。 如果F实现为一个程序，输入变量x1和x2拥有以下 边界以及边界内的区间：
a<= x1 <=d，区间为：[a，b )，[b，c)，[c，d] e<= x2 <=g，区间为：[e，f)，[f，g]
NextDate函数说明另一种复杂的关系，即输入 变量之间逻辑关系的复杂性。
NextDate函数包含三个变量month、day和ye ar，函数的输出为输入日期后一天的日期。 要求输 入变量month、day和year均为整数值，并且满足下 列条件：
条件1 1≤ month ≤12
条件2 1≤ day ≤31
包括数据、文件或者操作） • 输出标准——按照指定的环境和输入标准得到的期望输
出结果 • 测试用例之间的关联——标识该测试用例与其它的测试
（或其它测试用例）之间的依赖关系
等价类划分法
• 等价类划分法是一种重要的、常用的黑盒测试方 法，它将不能穷举的测试过程进行合理分类，从 而保证设计出来的测试用例具有完整性和代表性。
R1 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的等边三角形 } R2 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的等腰三角形 } R3 = { <a,b,c>: 边为a,b,c的一般三角形 } R4 = { <a,b,c>: 边为a,b,c不能组成三角形 }
条件3 1812≤ year ≤2012
• 结论：在NextDate函数中有两种复杂性的输入来源， 一是输入域的复杂性，二是确定闰年的规则并要增 加“额外天”。
设计测试用例的基本准则
• 测试用例的代表性 能够代表并覆盖各种合理的和不合理的、合法 的和非法的、边界的和越界的以及极限的输入 数据、操作和环境设置等。
• 测试结果的可判定性 即测试执行结果的正确性是可判定的，每一个 测试用例都应有相应的期望结果。
• 测试结果的可再现性 即对同样的测试用例，系统的执行结果应当是 相同的。
设计测试用例的着眼点
• 根据产品规格，测试基本功能； • 考虑设计一般用户（非专业人员）的使用方案； • 考虑设计稀有或特殊的使用方案； • 与系统其他组成部分的配合（如FAX和上网可能
等价类划分法的测试用例设计
• 在设计测试用例时，应同时考虑有效等价类和无 效等价类测试用例的设计。
• 根据已列出的等价类表可确定测试用例，具体过 程如下：
（1）首先为等价类表中的每一个等价类分别规定一 个唯一的编号。
（2）设计一个新的测试用例，使它能够尽量覆盖尚 未覆盖的有效等价类。重复这个步骤，直到所有 的有效等价类均被测试用例所覆盖。
其中，方括号和圆括号分别表示闭区间和开区间的 端点。 x1和x2的无效值是： x1 <a， x1 >d，以 及x2 <e，x2 >g。
弱一般等价类测试
弱一般等价类测试通过使用一个测试用例中的每 个等价类（区间）的一个变量实现（注意单边缺 陷假设的作用）。对于前面给出的例子，可以得 到如图所示的弱一般等价类测试用例。
• 采用黑盒测试的目的主要是在已知软件产品所应具 有的功能的基础上，进行：
（1）检查程序功能能否按需求规格说明书的规定正 常使用，测试各个功能是否有遗漏，检测性能等特 性要求是否满足。
黑盒测试法的概念
（2）检测人机交互是否错误，检测数据结构或外部 数据库访问是否错误，程序是否能适当地接收输入 数据而产生正确的输出结果，并保持外部信息（如 数据库或文件）的完整百度文库。
（2）按照数值划分 在规定了一组输入数据（假设包括 n个 输入值），并且程序要对每一个输入值分别进行处理的情况 下，可确定 n 个有效等价类（每个值确定一个有效等价类） 和一个无效等价类（所有不允许的输入值的集合）。
例：程序输入x取值于一个固定的枚举类型{1,3,7,15}，且程序 中对这4个数值分别进行了处理，则有效等价类为x=1、x=3、 x=7、x=15，无效等价类为x≠1,3,7,15的值的集合。