黑盒测试用例设计方法&理论结合实际 -> 因果图法

时间:2022-08-26 22:48:24

一. 概念

  因果图法是一种利用图解法分析输入的各种组合情况,从而设计测试用例的方法,它适合于检查程序输入条件的各种组合情况


二. 因果图法的应用

  等价类划分法和边界值分析方法都是着重考虑输入条件,但没有考虑输入条件的各种组合、输入条件之间的相互制约关系。这样虽然各种输入条件可能出错的情况已经测试到了,但多个输入条件组合起来可能出错的情况却被忽视了。

  如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合,则可能的组合数目将是天文数字,因此必须考虑采用一种适合于描述多种条件的组合、相应产生多个动作的形式来进行测试用例的设计,这就需要利用因果图(逻辑模型)。

  1. 因果图介绍
    • 4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系:
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    • 因果图中使用了简单的逻辑符号,以直线联接左右结点。左结点表示输入状态(或称原因),右结点表示输出状态(或称结果)

    • C1表示原因,通常置于图的左部;e1表示结果,通常在图的右部。C1和e1均可取值0或1,0表示某状态不出现,1表示某状态出现

  2. 因果图涉及的概念:
    1)关系

    Ø 恒等:若c1是1,则e1也是1;否则e1为0。

    Ø 非:若c1是1,则e1是0;否则e1是1。

    Ø 或:若c1或c2或c3是1,则e1是1;否则e1为0。“或”可有任意个输入。

    Ø 与:若c1和c2都是1,则e1为1;否则e1为0。“与”也可有任意个输入。

    2)约束

    输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系,称为约束。例如, 某些输入条件本身不可能同时出现。输出状态之间也往往存在约束。在因果图中,用特定的符号标明这些约束:

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    Ø 输入条件的约束有以下4类:

        E 约束(异):a和b中至多有一个可能为1,即a和b不能同时为1。

        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。

    O 约束(唯一);a和b必须有一个,且仅有1个为1。

    R 约束(要求):a是1时,b必须是1,即不可能a是1时b是0。

    Ø 输出条件约束类型

    输出条件的约束只有M约束(强制):若结果a是1,则结果b强制为0

  3. 采用因果图法设计测试用例的步骤:

    1) 分析软件规格说明描述中, 那些是原因(即输入条件或输入条件的等价类),那些是结果(即输出条件), 并给每个原因和结果赋予一个标识符。
    2) 分析软件规格说明描述中的语义,找出原因与结果之间, 原因与原因之间对应的关系,根据这些关系,画出因果图。
    3) 由于语法或环境限制, 有些原因与原因之间,原因与结果之间的组合情况不可能出现,为表明这些特殊情况, 在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。
    4) 把因果图转换为判定表。把判定表的每一列拿出来作为依据,设计测试用例


三. 实例

  1. 某软件规格说明书包含这样的要求:第一列字符必须是A或B,第二列字符必须是一个数字,在此情况下进行文件的修改,但如果第一列字符不正确,则给出信息L;如果第二列字符不是数字,则给出信息M
    解答:

    1) 根据题意,原因和结果如下:

    原因:

    1——第一列字符是A;

    2——第一列字符是B;

    3——第二列字符是一数字。

    结果:

    21——修改文件;

    22 ——给出信息L;

    23——给出信息M。

    2) 其对应的因果图如下:

    11为中间节点;考虑到原因1和原因2不可能同时为1,因此在因果图上施加E约束:

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    3) 根据因果图建立判定表:

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    表中8种情况的左面两列情况中,原因①和原因②同时为1,这是不可能出现的,故应排除这两种情况。表的最下一栏给出了6种情况的测试用例,这是我们所需要的数据

  2. 有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机软件测试用例的设计。其规格说明如下:若投入5角钱或1元钱的硬币,押下【橙汁】或【啤酒】的按钮,则相应的饮料就送出来。若售货机没有零钱找,则一个显示【零钱找完】的红灯亮,这时在投入1元硬币并押下按钮后,饮料不送出来而且1元硬币也退出来;若有零钱找,则显示【零钱找完】的红灯灭,在送出饮料的同时退还5角硬币

    1) 分析这一段说明,列出原因和结果

    原因:

    1——售货机有零钱找

    2——投入1元硬币

    3——投入5角硬币

    4——押下橙汁按钮

    5——.押下啤酒按钮

    结果:

    21——售货机〖零钱找完〗灯亮

    22——退还1元硬币

    23——退还5角硬币

    24——送出橙汁饮料

    25——送出啤酒饮料

    2) 画出因果图,如图所示。所有原因结点列在左边,所有结果结点列在右边。建立中间结点,表示处理的中间状态。中间结点:

    11—— 投入1元硬币且押下饮料按钮

    12——押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮

    13——应当找5角零钱并且售货机有零钱找

    14——钱已付清

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    3) 转换成判定表:

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    4)在判定表中,阴影部分表示因违反约束条件的不可能出现的情况,删去。第16列与第32列因什么动作也没做,也删去。最后可根据剩下的16列作为确定测试用例的依据

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