八大黑盒测试方法总结【超详细】
- 一、等價類劃分法
- 1.定義
- 2. 劃分等價類
- 2.1 有效等價類
- 2.2 無效等價類
- 3. 劃分等價類的標準
- 4.劃分等價類的方法
- 5.設計測試用例
- 6. 三角形實例
- 二、邊界值分析法
- 1. 定義
- 2. 與等價劃分的區別
- 3.邊界值分析方法的考慮
- 4. 常見的邊界值
- 5.邊界值分析
- 6.基于邊界值分析方法選擇測試用例的原則
- 7. 實例說明
- 8、三角形問題的邊界值分析測試用例
- 三、錯誤推測方法
- 1. 定義
- 2. 錯誤推測方法的基本思想：
- 四、因果圖方法
- 1.定義
- 2.因果圖法產生的背景：
- 3.因果圖介紹
- 4. 因果圖概念
- 5. 采用因果圖法設計測試用例的步驟：
- 6.實例說明
- 6.1 例一
- 6.2 例二
- 五、判定表驅動分析方法
- 六、正交實驗設計方法
- 七、功能圖分析方法
- 八、場景設計方法
一、等價類劃分法
1.定義
是把所有可能的輸入數據,即程序的輸入域劃分成若干部分（子集）,然后從每一個子集中選取少數具有代表性的數據作為測試用例。該方法是一種重要的,常用的黑盒測試用例設計方法。
2. 劃分等價類
等價類是指某個輸入域的子集合。在該子集合中,各個輸入數據對于揭露程序中的錯誤都是等效的，并合理地假定：測試某等價類的代表值就等于對這一類其它值的測試，因此,可以把全部輸入數據合理劃分為若干等價類,在每一個等價類中取一個數據作為測試的輸入條件就可以用少量代表性的測試數據取得較好的測試結果。等價類劃分可有兩種不同的情況：有效等價類和無效等價類。
2.1 有效等價類
是指對于程序的規格說明來說是合理的、有意義的輸入數據構成的集合。利用有效等價類可檢驗程序是否實現了規格說明中所規定的功能和性能。
2.2 無效等價類
與有效等價類的定義恰巧相反。無效等價類指對程序的規格說明是不合理的或無意義的輸入數據所構成的集合。對于具體的問題，無效等價類至少應有一個，也可能有多個。
設計測試用例時,要同時考慮這兩種等價類。因為軟件不僅要能接收合理的數據,也要能經受意外的考驗，這樣的測試才能確保軟件具有更高的可靠性。
3. 劃分等價類的標準
4.劃分等價類的方法
例：輸入條件說明學歷可為:專科、本科、碩士、博士四種之一，則分別取這四種這四個值作為四個有效等價類，另外把四種學歷之外的任何學歷作為無效等價類。
5.設計測試用例
在確立了等價類后,可建立等價類表,列出所有劃分出的等價類輸入條件：有效等價類、無效等價類，然后從劃分出的等價類中按以下三個原則設計測試用例：
6. 三角形實例
某程序規定："輸入三個整數 a 、 b 、 c 分別作為三邊的邊長構成三角形。通過程序判定所構成的三角形的類型，當此三角形為一般三角形、等腰三角形及等邊三角形時，分別作計算 … "。用等價類劃分方法為該程序進行測試用例設計。（三角形問題的復雜之處在于輸入與輸出之間的關系比較復雜。）
分析題目中給出和隱含的對輸入條件的要求：
（1）整數 （2）三個數 （3）非零數 （4）正數
（5）兩邊之和大于第三邊 （6）等腰 （7）等邊
如果 a 、 b 、 c 滿足條件（ 1 ） ~ （ 4 ），則輸出下列四種情況之一：
列出等價類表并編號
覆蓋有效等價類:
覆蓋無效等價類
二、邊界值分析法
1. 定義
邊界值分析法就是對輸入或輸出的邊界值進行測試的一種黑盒測試方法。通常邊界值分析法是作為對等價類劃分法的補充，這種情況下，其測試用例來自等價類的邊界。
2. 與等價劃分的區別
3.邊界值分析方法的考慮
長期的測試工作經驗告訴我們，大量的錯誤是發生在輸入或輸出范圍的邊界上，而不是發生在輸入輸出范圍的內部。因此針對各種邊界情況設計測試用例，可以查出更多的錯誤。
使用邊界值分析方法設計測試用例，首先應確定邊界情況。通常輸入和輸出等價類的邊界，就是應著重測試的邊界情況。應當選取正好等于，剛剛大于或剛剛小于邊界的值作為測試數據，而不是選取等價類中的典型值或任意值作為測試數據。
4. 常見的邊界值
5.邊界值分析
邊界值分析使用與等價類劃分法相同的劃分，只是邊界值分析假定錯誤更多地存在于劃分的邊界上，因此在等價類的邊界上以及兩側的情況設計測試用例。
例：測試計算平方根的函數
–輸入：實數
–輸出：實數
–規格說明：當輸入一個0或比0大的數的時候，返回其正平方根；當輸入一個小于0的數時，顯示錯誤信息"平方根非法-輸入值小于0"并返回0；庫函數Print-Line可以用來輸出錯誤信息。
等價類劃分：
I.可以考慮作出如下劃分：
a、輸入 (i)<0 和 (ii)>=0
b、輸出 (a)>=0 和 (b) Error
II.測試用例有兩個：
a、輸入4，輸出2。對應于 (ii) 和 (a) 。
b、輸入-10，輸出0和錯誤提示。對應于 (i) 和 (b) 。
邊界值分析：
劃分(ii)的邊界為0和最大正實數；劃分(i)的邊界為最小負實數和0。由此得到以下測試用例：
a、輸入 {最小負實數}
b、輸入 {絕對值很小的負數}
c、輸入 0
d、輸入 {絕對值很小的正數}
e、輸入 {最大正實數}
通常情況下，軟件測試所包含的邊界檢驗有幾種類型：數字、字符、位置、重量、大小、速度、方位、尺寸、空間等。
相應地，以上類型的邊界值應該在：最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、 最短/最長、 空/滿等情況下。
利用邊界值作為測試數據
內部邊界值分析：
在多數情況下，邊界值條件是基于應用程序的功能設計而需要考慮的因素，可以從軟件的規格說明或常識中得到，也是最終用戶可以很容易發現問題的。然而，在測試用例設計過程中，某些邊界值條件是不需要呈現給用戶的，或者說用戶是很難注意到的，但同時確實屬于檢驗范疇內的邊界條件，稱為內部邊界值條件或子邊界值條件。
內部邊界值條件主要有下面幾種
a)數值的邊界值檢驗：計算機是基于二進制進行工作的，因此，軟件的任何數值運算都有一定的范圍限制。
b)字符的邊界值檢驗：在計算機軟件中，字符也是很重要的表示元素，其中ASCII和Unicode是常見的編碼方式。下表中列出了一些常用字符對應的ASCII碼值。
c)其它邊界值檢驗
6.基于邊界值分析方法選擇測試用例的原則
例如，如果程序的規格說明中規定：“重量在10公斤至50公斤范圍內的郵件，其郵費計算公式為……”。作為測試用例，我們應取10及50，還應取10.01,49.99,9.99及50.01等。
比如，一個輸入文件應包括1~255個記錄，則測試用例可取1和255，還應取0及256等。
例如，某程序的規格說明要求計算出"每月保險金扣除額為0至1165.25元"，其測試用例可取0.00及1165.24、還可取一0.01及1165．26等。
再如一程序屬于情報檢索系統，要求每次"最少顯示1條、最多顯示4條情報摘要"，這時我們應考慮的測試用例包括1和4，還應包括0和5等。
7. 實例說明
現有一個學生標準化考試批閱試卷,產生成績報告的程序。其規格說明如下:程序的輸入文件由一些有80個字符的記錄組成,如右圖所示，所有記錄分為3組：
①標題：這一組只有一個記錄，其內容為輸出成績報告的名字。
②試卷各題標準答案記錄：每個記錄均在第80個字符處標以數字"2"。該組的第一個記錄的第1至第3個字符為題目編號（取值為1一999）。第10至第59個字符給出第1至第50題的答案（每個合法字符表示一個答案）。該組的第2，第3……個記錄相應為第51至第100，第101至第150，…題的答案。
③每個學生的答卷描述：該組中每個記錄的第80個字符均為數字"3"。每個學生的答卷在若干個記錄中給出。如甲的首記錄第1至第9字符給出學生姓名及學號，第10至第59字符列出的是甲所做的第1至第50題的答案。若試題數超過50，則第2，第3……紀錄分別給出他的第51至第100，第101至第150……題的解答。然后是學生乙的答卷記錄。
④學生人數不超過200，試題數不超過999。
⑤程序的輸出有4個報告：
a)按學號排列的成績單，列出每個學生的成績、名次。
b)按學生成績排序的成績單。
c)平均分數及標準偏差的報告。
d)試題分析報告。按試題號排序，列出各題學生答對的百分比。
解答：分別考慮輸入條件和輸出條件，以及邊界條件。給出下表所示的輸入條件及相應的測試用例。
輸出條件及測試用例表
8、三角形問題的邊界值分析測試用例
在三角形問題描述中，除了要求邊長是整數外，沒有給出其它的限制條件。在此，我們將三角形每邊邊長的取范圍值設值為[1, 100] 。
三、錯誤推測方法
1. 定義
基于經驗和直覺推測程序中所有可能存在的各種錯誤, 從而有針對性的設計測試用例的方法。
2. 錯誤推測方法的基本思想：
列舉出程序中所有可能有的錯誤和容易發生錯誤的特殊情況,根據他們選擇測試用例。
I. 程序是否把空格作為回答
II. 在回答記錄中混有標準答案記錄
III. 除了標題記錄外，還有一些的記錄最后一個字符即不是2也不是3
IV. 有兩個學生的學號相同
V. 試題數是負數。
I. 輸入的線性表為空表；
II. 表中只含有一個元素；
III. 輸入表中所有元素已排好序；
IV. 輸入表已按逆序排好；
V. 輸入表中部分或全部元素相同。
四、因果圖方法
1.定義
是一種利用圖解法分析輸入的各種組合情況，從而設計測試用例的方法，它適合于檢查程序輸入條件的各種組合情況。
2.因果圖法產生的背景：
等價類劃分法和邊界值分析方法都是著重考慮輸入條件，但沒有考慮輸入條件的各種組合、輸入條件之間的相互制約關系。這樣雖然各種輸入條件可能出錯的情況已經測試到了，但多個輸入條件組合起來可能出錯的情況卻被忽視了。
如果在測試時必須考慮輸入條件的各種組合，則可能的組合數目將是天文數字，因此必須考慮采用一種適合于描述多種條件的組合、相應產生多個動作的形式來進行測試用例的設計，這就需要利用因果圖（邏輯模型）。
3.因果圖介紹
- 因果圖中使用了簡單的邏輯符號，以直線聯接左右結點。左結點表示輸入狀態（或稱原因），右結點表示輸出狀態（或稱結果）。
- Ci表示原因，通常置于圖的左部；ei表示結果，通常在圖的右部。Ci和ei均可取值0或1，0表示某狀態不出現，1表示某狀態出現。
4. 因果圖概念
①恒等：若ci是1，則ei也是1；否則ei為0。
②非：若ci是1，則ei是0；否則ei是1。
③或：若c1或c2或c3是1，則ei是1；否則ei為0。“或”可有任意個輸入。
④與：若c1和c2都是1，則ei為1；否則ei為0。“與”也可有任意個輸入。
輸入狀態相互之間還可能存在某些依賴關系，稱為約束。例如, 某些輸入條件本身不可能同時出現。輸出狀態之間也往往存在約束。在因果圖中,用特定的符號標明這些約束。
A.輸入條件的約束有以下4類：
① E約束（異）：a和b中至多有一個可能為1，即a和b不能同時為1。
② I約束（或）：a、b和c中至少有一個必須是1，即 a、b 和c不能同時為0。
③ O約束（唯一）；a和b必須有一個，且僅有1個為1。
④R約束（要求）：a是1時，b必須是1，即不可能a是1時b是0。
B.輸出條件約束類型
輸出條件的約束只有M約束（強制）：若結果a是1，則結果b強制為0。
5. 采用因果圖法設計測試用例的步驟：
- 分析軟件規格說明描述中, 那些是原因(即輸入條件或輸入條件的等價類),那些是結果(即輸出條件), 并給每個原因和結果賦予一個標識符。
- 分析軟件規格說明描述中的語義，找出原因與結果之間, 原因與原因之間對應的關系，根據這些關系,畫出因果圖。
- 由于語法或環境限制, 有些原因與原因之間,原因與結果之間的組合情況不可能出現，為表明這些特殊情況, 在因果圖上用一些記號表明約束或限制條件。
- 把因果圖轉換為判定表。
- 把判定表的每一列拿出來作為依據,設計測試用例。
6.實例說明
6.1 例一
某軟件規格說明書包含這樣的要求：第一列字符必須是A或B，第二列字符必須是一個數字，在此情況下進行文件的修改，但如果第一列字符不正確，則給出信息L；如果第二列字符不是數字，則給出信息M。
- 根據題意，原因和結果如下：
原因：
1——第一列字符是A；
2——第一列字符是B；
3——第二列字符是一數字。
結果：
21——修改文件；
22 ——給出信息L；
23——給出信息M。 - 其對應的因果圖如下：
11為中間節點；考慮到原因1和原因2不可能同時為1，因此在因果圖上施加E約束。
- 根據因果圖建立判定表。
表中8種情況的左面兩列情況中，原因①和原因②同時為1，這是不可能出現的，故應排除這兩種情況。表的最下一欄給出了6種情況的測試用例，這是我們所需要的數據。
6.2 例二
有一個處理單價為5角錢的飲料的自動售貨機軟件測試用例的設計。其規格說明如下：若投入5角錢或1元錢的硬幣，押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按鈕，則相應的飲料就送出來。若售貨機沒有零錢找，則一個顯示〖零錢找完〗的紅燈亮，這時在投入1元硬幣并押下按鈕后，飲料不送出來而且1元硬幣也退出來；若有零錢找，則顯示〖零錢找完〗的紅燈滅，在送出飲料的同時退還5角硬幣。
- 分析這一段說明，列出原因和結果
原因：
1.售貨機有零錢找
2.投入1元硬幣
3.投入5角硬幣
4.押下橙汁按鈕
5.押下啤酒按鈕
結果：
21.售貨機〖零錢找完〗燈亮
22.退還1元硬幣
23.退還5角硬幣
24.送出橙汁飲料
25.送出啤酒飲料 - 畫出因果圖，如圖所示。所有原因結點列在左邊，所有結果結點列在右邊。建立中間結點，表示處理的中間狀態。中間結點：
11.投入1元硬幣且押下飲料按鈕
12. 押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按鈕
13. 應當找5角零錢并且售貨機有零錢找
14. 錢已付清
- 轉換成判定表
- 在判定表中，陰影部分表示因違反約束條件的不可能出現的情況，刪去。第16列與第32列因什么動作也沒做，也刪去。最后可根據剩下的16列作為確定測試用例的依據。
五、判定表驅動分析方法
定義：判定表是分析和表達多邏輯條件下執行不同操作的情況的工具。
判定表的優點
能夠將復雜的問題按照各種可能的情況全部列舉出來，簡明并避免遺漏。因此，利用判定表能夠設計出完整的測試用例集合。在一些數據處理問題當中，某些操作的實施依賴于多個邏輯條件的組合，即：針對不同邏輯條件的組合值，分別執行不同的操作。判定表很適合于處理這類問題。
"閱讀指南”判定表
判定表通常由四個部分組成如下圖所示。
-
條件樁（Condition Stub）：列出了問題得所有條件。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采取的操作。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采取的動作。
-
規則：任何一個條件組合的特定取值及其相應要執行的操作稱為規則。在判定表中貫穿條件項和動作項的一列就是一條規則。顯然,判定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。
-
化簡：就是規則合并有兩條或多條規則具有相同的動作，并且其條件項之間存在著極為相似的關系。
六、正交實驗設計方法
利用因果圖來設計測試用例時, 作為輸入條件的原因與輸出結果之間的因果關系,有時很難從軟件需求規格說明中得到。往往因果關系非常龐大,以至于據此因果圖而得到的測試用例數目多的驚人，給軟件測試帶來沉重的負擔，為了有效地,合理地減少測試的工時與費用,可利用正交實驗設計方法進行測試用例的設計。
正交實驗設計方法:依據Galois理論,從大量的（實驗）數據（測試例）中挑選適量的,有代表性的點（例）,從而合理地安排實驗（測試）的一種科學實驗設計方法.類似的方法有:聚類分析方法,因子方法方法等.
利用正交實驗設計測試用例的步驟：
把影響實驗指標的條件稱為因子.而影響實驗因子的條件叫因子的狀態.利用正交實驗設計方法來設計測試用例時,首先要根據被測試軟件的規格說明書找出影響其功能實現的操作對象和外部因素,把他們當作因子,而把各個因子的取值當作狀態.對軟件需求規格說明中的功能要求進行劃分,把整體的概要性的功能要求進行層層分解與展開,分解成具體的有相對獨立性的基本的功能要求.這樣就可以把被測試軟件中所有的因子都確定下來,并為確定個因子的權值提供參考的依據.確定因子與狀態是設計測試用例的關鍵.因此要求盡可能全面的正確的確定取值,以確保測試用例的設計作到完整與有效。
對因子與狀態的選擇可按其重要程度分別加權.可根據各個因子及狀態的作用大小,出現頻率的大小以及測試的需要,確定權值的大小。
正交表的推導依據Galois理論（這里省略,需要時可查數理統計方面的教材）。
利用正交實驗設計方法設計測試用例,比使用等價類劃分,邊界值分析,因果圖等方法有以下優點:節省測試工作工時；可控制生成的測試用例數量；測試用例具有一定的覆蓋率。
七、功能圖分析方法
一個程序的功能說明通常由動態說明和靜態說明組成。動態說明描述了輸入數據的次序或轉移的次序。靜態說明描述了輸入條件與輸出條件之間的對應關系。
對于較復雜的程序,由于存在大量的組合情況,因此,僅用靜態說明組成的規格說明對于測試來說往往是不夠的.必須用動態說明來補充功能說明.
功能圖方法是用功能圖FD形式化地表示程序的功能說明,并機械地生成功能圖的測試用例. 功能圖模型由狀態遷移圖和邏輯功能模型構成.狀態遷移圖用于表示輸入數據序列以及相應的輸出數據.在狀態遷移圖中,由輸入數據和當前狀態決定輸出數據和后續狀態.邏輯功能模型用于表示在狀態中輸入條件和輸出條件之間的對應關系.邏輯功能模型只適合于描述靜態說明,輸出數據僅由輸入數據決定.測試用例則是由測試中經過的一系列狀態和在每個狀態中必須依靠輸入/輸出數據滿足的一對條件組成.功能圖方法其實是是一種黑盒白盒混合用例設計方法。
（功能圖方法中,要用到邏輯覆蓋和路徑測試的概念和方法,其屬白盒測試方法中 的內容.邏輯覆蓋是以程序內部的邏輯結構為基礎的測試用例設計方法.該方法要求測試人員對程序的邏輯結構有清楚的了解.由于覆蓋測試的目標不同,邏輯覆蓋可分為:語句覆蓋,判定覆蓋,判定-條件覆蓋,條件組合覆蓋及路徑覆蓋.下面我們指的邏輯覆蓋和路徑是功能或系統水平上的,以區別與白盒測試中的程序內部的.）
功能圖
功能圖由狀態遷移圖和布爾函數組成.狀態遷移圖用狀態和遷移來描述.一個狀態指出數據輸入的位置（或時間）,而遷移則指明狀態的改變.同時要依靠判定表或因果圖表示的邏輯功能.例,一個簡化的自動出納機ATM的功能圖。
測試用例生成方法
從功能圖生成測試用例,得到的測試用例數是可接受的. 問題的關鍵的是如何從狀態遷移圖中選取測試用例. 若用節點代替狀態,用弧線代替遷移,則狀態遷移圖就可轉化成一個程序的控制流程圖形式.問題就轉化為程序的路徑測試問題（如白盒測試）問題了.
測試用例生成規則
為了把狀態遷移（測試路徑）的測試用例與邏輯模型（局部測試用例）的測試用例組合起來,從功能圖生成實用的測試用例,須定義下面的規則.在一個結構化的狀態遷移（SST）中,定義三種形式的循環:順序,選擇和重復.但分辨一個狀態遷移中的所有循環是有困難的.（其表示圖形省略）。
從功能圖生成測試用例的過程
4.1 生成局部測試用例:在每個狀態中,從因果圖生成局部測試用例.局部測試用例由原因值（輸入數據）組合與對應的結果值（輸出數據或狀態）構成。
4.2 測試路徑生成:利用上面的規則（三種）生成從初始狀態到最后狀態的測試路徑。
4.3 測試用例合成:合成測試路徑與功能圖中每個狀態中的局部測試用例.結果是初始狀態到最后狀態的一個狀態序列,以及每個狀態中輸入數據與對應輸出數據的組合。
測試用例的合成算法:采用條件構造樹.
八、場景設計方法
現在的軟件幾乎都是用事件觸發來控制流程的，事件觸發時的情景便形成了場景，而同一事件不同的觸發順序和處理結果就形成事件流。這種在軟件設計方面的思想也可以引入到軟件測試中，可以比較生動地描繪出事件觸發時的情景，有利于測試設計者設計測試用例，同時使測試用例更容易理解和執行。
基本流和備選流：如下圖所示，圖中經過用例的每條路徑都用基本流和備選流來表示，直黑線表示基本流，是經過用例的最簡單的路徑。備選流用不同的色彩表示，一個備選流可能從基本流開始，在某個特定條件下執行，然后重新加入基本流中（如備選流1和3）；也可能起源于另一個備選流（如備選流2），或者終止用例而不再重新加入到某個流（如備選流2和4）。
實例說明：
下圖所示是ATM例子的流程示意圖。
以下是生成的場景：
用例設計
對于這7個場景中的每一個場景都需要確定測試用例。可以采用矩陣或決策表來確定和管理測試用例。下面顯示了一種通用格式，其中各行代表各個測試用例，而各列則代表測試用例的信息。本示例中，對于每個測試用例，存在一個測試用例ID、條件（或說明）、測試用例中涉及的所有數據元素（作為輸入或已經存在于數據庫中）以及預期結果。
對于這7個場景中的每一個場景都需要確定測試用例。可以采用矩陣或決策表來確定和管理測試用例。下面顯示了一種通用格式，其中各行代表各個測試用例，而各列則代表測試用例的信息。本示例中，對于每個測試用例，存在一個測試用例ID、條件（或說明）、測試用例中涉及的所有數據元素（作為輸入或已經存在于數據庫中）以及預期結果。
.數據設計
一旦確定了所有的測試用例，則應對這些用例進行復審和驗證以確保其準確且適度，并取消多余或等效的測試用例。
測試用例一經認可，就可以確定實際數據值（在測試用例實施矩陣中）并且設定測試數據，如表3-10所示。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的八大黑盒测试方法总结【超详细】的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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