黑盒測試技術

2021-08-15 15:09:13 字數 3957 閱讀 3287

測試人員必須在測試的過程中盡量發現測試物件中的缺陷,以盡可能少的成本驗證盡量多的需求。黑盒測試,顧名思義,不需要使用任何關於被測元件和系統的內部結構資訊。

黑盒測試技術測試人員不需要了解被測物件的內部結構和具體設計,主要包括:等價類劃分、邊界值分析、決策表測試,狀態轉換測試及用例測試

(1)等價類劃分:

是一種典型的,常用的黑盒測試技術,它把被測試物件的輸入資料或者輸出資料根據他們的處理方式或反應劃分成若干等價類。一般把被測物件分為有效等價類個無效等價類。有效等價類包含所有的有效資料,而無效等價類包含了無效的資料,即被測物件將拒絕這些資料或這些資料進行出錯處理。下述是根據等價類劃分結果獲取測試案例的一般步驟:

①確定基本等價類:對需求測試的每個輸入(引數),例如在元件測試中函式/方法的引數或者系統測試中的螢幕輸入域,需要確定所有可能的輸入範圍,這些輸入值範圍可以繼續細分成不同的等價類。

②細分等價類:若測試物件的說明中規定等價類中的一些引數需要進行不同的出路,這些引數就需要歸類到乙個新的等價類內。

③選擇代表值和設計測試用例:對每個等價類,選擇其中的乙個代表值進行測試。測試人員需要定義每個測試用例的前置條件,期望結構,測試步驟,後置條件等完成測試用例的測試。

例如:公司定義的員工工資範圍為2000~51999元/月。有效等價類:2000~51999(包括2000,51999),可以選5000作為代表值;兩個無效等價類分別是小於2000的值和大於51999的值,可以選60000作為代表值。

等價類覆蓋率可以定義為已經覆蓋的等價類專案與總等價類專案之比:

等價類覆蓋率=(已覆蓋等價類資料/總等價類數目)×100%

假設定義了18個等價類,但設計的測試用例中只覆蓋了其中的15個等價類則等價類覆蓋率為(15/18)×100%=83.33%。

等價類劃分的原則

①如果輸入條件規定了連續的取值範圍,則可以建立乙個有效等價類和兩個無效等價類;

②假如描述的是允許數值的範圍(離散的數字),則可以建立乙個有效等價類(所有可能的有效值),和兩個無效等價類(少於和多於有效的個數);

③假如輸入資料規定的是一組值(假定n個),並且軟體對每乙個輸入值分別處理的情況下,可確立n個有效等價類和乙個無效等價類;

④假如輸入資料規定的是一組值(假定n個),並且軟體對每個輸入值都一樣的處理,可確立乙個有效等價類和乙個無效等價類;

⑤在規定了輸入資料必須遵守的規則的情況下,可確立乙個有效等價類(符合規則)和若干個無效等價類(從不同角度違反規則);

⑥在輸入條件是乙個布林量的情況下,可確定乙個有效等價類和乙個無效等價類;

⑦在輸入條件規定了輸入值的集合或者規定了"必須如何"的條件的情況下,可確立乙個有效等價類和乙個無效等價類;

⑧在確知已劃分的等價類中各元素在程式處理中的方式不同的情況下,則應再將該等價類進一步的劃分為更小的等價類;

(2)邊界值分析:

指通過分析輸入或者輸出的邊界值並取值進行測試用例設計的一種黑盒測試技術。在軟體開發過程中大量的錯誤時發生在輸入或者輸出範圍的邊界上,而不是發生在輸入輸出範圍的內部。通常邊界值分析時作為對等價類劃分的補充,這種情況下,其測試用例來自等價類的邊界,邊界值分析可以應用於所有的測試級別。邊界值分析通常分析邊界值和邊界附近的值。

表1.控制語句(x>8)的邊界分析表

序號表達

x=7x=8

x=91

if(x>8)

false

false

true

2if(x≥8)

false

true

true

3if(x<>8)

true

false

true

4if(x<8)

true

false

false

5if(x≤8)

true

true

false

(3)決策表測試:

等價類劃分和邊界值分析時非常有用的黑盒測試技術,在設計測試用例過程中借助於兩種技術能有效選擇測試資料,大大的提高測試的效率。但在很多情況下,不僅要考慮冊數的輸入資料,好藥對系統的業務邏輯進行測試驗證,而這些業務邏輯往往又是比較複雜的。

決策表或者因果圖是通過分析說明,識別出系統可能的條件和行為,並最終設計測試用例的技術。

決策表組成的定義:

條件樁(condition stub):列出了問題的所有條件。通常認為列出的條件的次序無關緊要;

動作樁(action stub):列出了問題規定可能採取的操作。這些操作的排列順序沒有約束;

條件項(condition entry):列出針對它左列條件的取值。在所有可能情況下的真假值;

動作項(action entry):列出在條件項的各種取值情況下應該採取的動作;

決策表測試的規則:

①任何乙個條件組合的特定取值及其相應要執行的動作就稱為規則;

②在決策表中貫穿條件項和動作項的一列就是一條規則;

③決策表中列出多少組條件取值,也就有多少條規則,既條件項和動作項有多少列;

決策表測試步驟:

①確定規則的個數。假如有n個條件,每個條件有兩個取值(0,1),故有2n種規則;

②列出所有的條件樁和動作樁;

③填入條件項;

④填入動作項,得到初始的決策表;

⑤簡化合併相似的規則,比如相同動作,得到優化的決策表;

⑥每列規則設計乙個測試用例;

圖1.決策表示例圖

(4)狀態轉換測試:

測試物件的輸出和行為方式不僅受當前輸入資料的影響,同時還與測試物件之前的執**況,或者之前的事件或以前的輸入資料等有關;通過引入狀態圖(state diagram)來描述測試物件和測試資料、物件狀態之間的關係;狀態圖中的各個狀態是通過不同的事件驅動的,比如函式的呼叫;基於狀態圖開展的測試稱之為狀態轉換測試;

圖2.狀態轉換測試之狀態圖

狀態圖到狀態樹的規則:

①初始狀態或開始狀態是樹的根;

②對於狀態圖內從開始狀態出發到達乙個任意可達狀態的每個可能的轉換,轉換樹都包含了從根出發到達乙個代表此狀態的下一後續狀態的結點的分支;

③對轉換樹的每個葉結點(新增加的結點)重複步驟2的過程,直到滿足下面結束條件中的乙個:

④與葉結點相關的狀態已經出現過一次從狀態樹的根到葉結點的連線上,這個結束條件對應於狀態圖中的一遍迴圈;

(5)用例測試:

通過用例(usecases)或業務場景來設計測試,用例描述了參與者(包括使用者與系統)之間的相互作用,並從這些互動產生乙個從使用者的角度所期望和能觀察到的結果;每個用例都有測試前置條件,這是用例成功執行的必要條件。每個用例結束後都存在後置條件,這是在用例執行完成後能觀察到的結果和系統的結束狀態;通過用例(usecases)或業務場景來設計測試,用例描述了參與者(包括使用者與系統)之間的相互作用,並從這些互動產生乙個從使用者的角度所期望和能觀察到的結果;每個用例都有測試前置條件,這是用例成功執行的必要條件。每個用例結束後都存在後置條件,這是在用例執行完成後能觀察到的結果和系統的結束狀態;

圖3.用例測試例子

測試用例必要資訊:開始情況和前置條件,其他可能的條件,期望結果,後置條件;

用例測試技術的價值:

①基於用例的測試技術適合於測試典型的使用者系統互動。因此,將這種技術應用在驗收測試和系統測試中是最好的;

②另外,測試規格說明工具可以用於支援用例測試技術。其他測試技術(如邊界值分析)可以在這方面做些輔助;

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