正交試驗設計法(Orthogonal Experimental Design)是從大量的試驗點中挑選出適量的、有代表性的點，應用依據伽羅瓦理論導出的“正交表”，合理地安排試驗的一種科學的試驗設計方法，是研究多因素、多水平的一種設計方法。它是根據正交性從全面試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗，這些有代表性的點具備“均勻分散、齊整可比”的特點，正交試驗是一種基于正交表的，高效率、快速、經濟的試驗設計方法。

正交試驗分析法包括以下常用術語：

(1)指標：通常把判斷試驗結果優劣的標準叫做試驗的指標。

(2)因子：是指所有影響試驗指標的條件。

(3)因子的狀態：是指影響試驗因子的因素，也稱之為因子的水平。

正交表達式

正交試驗分析法的步驟如下：

(1)提取功能說明，構造因子-狀態表。

分析規格說明書，通過規格說明書提取影響該功能的因子以及每個因子可能取值的最大數，即因子狀態。

(2)加權篩選，生成因素分析表。

計算各因子和狀態的權值，刪去一部分權值較小即重要性較小的因子或狀態，使最后生成的測試用例集縮減到允許范圍。

(3)畫出布爾圖。

如果各個因子的狀態數是不統一的，幾乎不可能出現均勻的情況，必須先用邏輯命令來組合各因子的狀態，作出布爾圖。

(4)查找最接近的相應階數的正交表。

根據布爾圖選擇最接近的相應階數的正交表，實際的測試工作中，因子和因子狀態很難與正交表完全符合，所以只能選擇一個階數最接近的正交表。

(5)將實際的因子和狀態帶入正交表中，得到最終的正交表。

選擇好正交表后，應該將實際的因子和因子水平帶入正交表中，此時可能出現以下三種情況：

第一種情況：因子的狀態數正好和正交表的狀態數相等，那么此時只需要直接替換正交表中的值即可。

第二種情況：因子的狀態數多于正交表中的狀態數，那么此時需要先將多余的狀態合并，帶入正交表中，然后再將合并的中間狀態展開。

第三種情況：因子的狀態數少于正交表中的狀態數，那么只要將正交表中多出來的狀態，使用實際狀態中的任意值替換即可。

(6)利用正交表每行數據構造測試用例。

在使用實際因子和狀態替換過的正交表中的每一行，選擇數據構造測試用例即可。

【實例】某數據庫查詢系統的測試。

步驟1：分析規格說明書，生成因子-狀態表，見表8-13

步驟2：對因子—狀態表進行加權篩選，本實例中加權篩選時，將打印方式和查詢類別中的邏輯符號刪掉，不進行分析，加權篩選后的因素分析表見表8-14。使用字母表示因素分析表中各種因子和狀態見表8-15

步驟3：根據因子和狀態分析表畫出布爾圖，如圖8-16 所示

(1)首先下載Allpairs 工具，該工具是一款開源的工具。

(2)將因子和因子狀態寫入Excel 文件中，見表8-19

(3)將Excel 文件另存為以Tab 鍵作為分隔符的文本文件(假設保存的文件名為test.txt)，保存的路徑為Allpairs 工具所在的目錄。

(4)運行cmd 程序，進入Allpairs 工具所在的目錄，執行命令appairs.exe test.txt > output.txt;

output.txt 為正交表輸出的文件，內容如圖8-17 所示

只有TEST CASES 的內容是正交表的內容，PAIRING DETAILS 的內容不需要關注。

總結

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