黑盒测试用例设计

教科书概念：
黑盒测试是把测试对象看做一个黑盒子，利用黑盒测试法进行动态测试时，需要测试软件产品已经实现的功能是否符合功能设计要求，不需测试软件产品的内部结构和处理过程。
黑盒测试注重于测试软件的功能性需求，也即黑盒测试使软件工程师派生出执行程序所有功能需求的输入条件。黑盒测试并不是白盒测试的替代品，而是用于辅助白盒测试发现其他类型的错误。
黑盒测试试图发现以下类型的错误：

1. 功能错误或遗漏；
2. 界面错误；
3. 数据结构或外部数据库访问错误；
4. 性能错误；
5. 初始化和终止错误。

黑盒技术设计测试用例的方法有：

1. 等价类划分方法
2. 边界值分析方法
3. 错误推测方法
4. 因果图方法
5. 判定表驱动分析方法
6. 正交实验设计方法
7. 功能图分析方法

 1.等价类划分：

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成若干部分（子集），然后从每个部分中选取少数代表性数据作为测试用例；该方法是一种重要的，常用的黑盒测试用例设计方法。

1） 划分等价类：

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。并合理地假定：测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试。因此，可以把全部输入数据合理划分为若干等价类，在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件，就可以用少量代表性的测试数据。取得较好的测试结果。等价类划分可有两种不同的情况：有效等价类和无效等价类。
有效等价类：是指对于程序的规格说明来说是合理的，有意义的输入数据构成的集合。利用有效等价类可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。
无效等价类：与有效等价类的定义恰巧相反。
设计测试用例时，要同时考虑这两种等价类。因为，软件不仅要能接收合理的数据，也要能经受意外的考验。这样的测试才能确保软件具有更高的可靠性。

2）划分等价类的方法：

下面给出六条确定等价类的原则。
① 在输入条件规定了取值范围或值的个数的情况下，则可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。
例：输入值是学生成绩，范围是0～100：

①恒等：若C1是1，则E1也是1；否则E1为0。 
②非：若C1是1，则E1是0；否则E1是1。 
③或：若c1或c2是1，则E1是1；否则E1为0。 
④与：若c1和c2都是1，则E1为1；否则E1为0。

3）因果图约束 
约束条件符 ： 

A.输入条件的约束有以下4类： 
① E约束（互斥/异）：a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。 
② I约束（或）：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。 
③ O约束（唯一）；a和b必须有一个，且仅有1个为1。

B.输出条件约束类型 
输出条件的约束只有M约束（屏蔽/强制）：若结果a是1，则结果b强制为0。

5.判定表驱动分析方法 

判定表通常由四个部分组成。
条件桩（ConDItion STub）：列出了问题得所有条件。通常认为列出得条件的次序无关紧要。
动作桩（Action Stub）：列出了问题规定可能采取的操作。这些操作的排列顺序没有约束。
条件项（Condition Entry）：列出针对它左列条件的取值。在所有可能情况下的真假值。
动作项（Action Entry）：列出在条件项的各种取值情况下应该采取的动作。
规则：任何一个条件组合的特定取值及其相应要执行的操作。在判定表中贯穿条件项和动作项的一列就是一条规则。显然，判定表中列出多少组条件取值，也就有多少条规则，既条件项和动作项有多少列。

判定表的建立步骤：（根据软件规格说明）

① 确定规则的个数。假如有n个条件。每个条件有两个取值（0，1），故有种规则。

② 列出所有的条件桩和动作桩。
③ 填入条件项。
④ 填入动作项。等到初始判定表。
⑤ 简化、合并相似规则（相同动作）。
B.Beizer 指出了适合使用判定表设计测试用例的条件：
① 规格说明以判定表形式给出，或很容易转换成判定表。
② 条件的排列顺序不会也不影响执行哪些操作。
③ 规则的排列顺序不会也不影响执行哪些操作。
④ 每当某一规则的条件已经满足，并确定要执行的操作后，不必检验别的规则。
⑤ 如果某一规则得到满足要执行多个操作，这些操作的执行顺序无关紧要。

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