第07章 测试用例和设计方法一
第07章 测试用例和设计方法一
一、测试用例概述
1、测试用例的定义
1）测试用例就是：
（1）设计一个情况，软件程序在这种情况下，必须能够正常运行并且达到程序所设计的预期结果；
（2）若程序在这种情况下不能正常运行，且这种问题会重复发生，则表示软件测试人员已经测出软件有缺陷，此时必须将问题标示出来，并通知软件开发人员。软件开发人员接获通知后，将这个问题修改完成于下一个测试版本内；
（3）软件测试工程师取得新的测试版本后，必须利用同一个用例来测试这个问题，确保该问题已修复完成。
2）有效性：测试用例是测试人员测试过程中的重要参考依据。
3）可重用性：良好的测试用例具有重复使用的功能，使得测试过程事半功倍，提高测试效率。（软件版本更新时，原来的测试用例大多可以直接用）
4）易组织性：即使是小的项目，也坑你会有几千甚至更多的测试用例，测试用例可能在数月甚至在几年的测试过程中被创建和使用。
5）可评估性：从测试的项目管理角度来说，测试用例的通过率是检验代码质量的保证。
6）可管理性：测试用例也可以作为检验测试人员进度、工作量以及跟踪/管理测试人员工作效率的标准。
2、测试用例应该包含的内容
1）标识符：由测试设计过程说明和测试程序说明引用的唯一标识符。
2）测试项：描述被测试的详细特性、代码模块等，应该比测试设计说明所列的特性更加具体。还要指出引用的产品说明书或测试用例所依据的其他设计文档。
3）输入说明：该说明列举执行测试用例的所有输入内容或条件。
4）输出说明：描述进行测试用例预期的结果。
5）环境要求：执行测试用例必要的硬件、软件、测试工具、人员等。
6）特殊要求：描述执行测试必须的特殊要求。
7）用例之间的依赖性：若一个测试用例依赖于其他用例，或受其他用例的影响，就应在此处注明。
二、测试用例模板和实战
1、测试用例模板
excel表格
| 测试用例编号 | 测试项 | 依赖用例 | 测试步骤 | 输入数据 | 预期结果 | 编制人 | 编制时间 | 测试结果 | 测试人 | 测试时间 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1）标识符（用例编号）：一般编号规则：TestCase_项目名称_模块名称_功能名称_0001
2）测试项：测试用例的测试目的。一般情况下用一句话或一个短语表明目的。如：使用谷歌浏览器打开百度首页；在QQ登录界面输入正确的用户名和密码可以登录成功。（表明你的测试模块、测试对象、方式、事件。）（A：人名 B：人名 C：时间 D：地点 E：事件）
3）依赖用例：一般在功能流程上，下游的功能测试依赖于上游的功能测试的用例。如：登录QQ之前要注册QQ号；增加了一个数据的测试用例，将会被删除该数据的测试用例依赖。
4）测试步骤：用最朴实的语言写出软件测试的操作步骤，且要尽量详细。如：在用户名文本框输入：XXX；在省份下拉列表选择：北京，城市下拉列表选择：北京。
5）输入（测试）数据：单独整合测试数据，必须和测试步骤中的数据保持一致。
6）预期结果：准确、对象的准确性、内容的准确性。原则上每一个操作，都要有一个结果。但一般只在重要的步骤后，设定预期结果。一般和测试目的密切相关，测试目的决定了测试步骤和预期结果。如：页面跳转到XXX；程序弹出对话框，提示用户名或密码错误，请重新输入。
7）测试结果：要求在测试执行完成后添加，没有执行保持为空。结果只有两个：通过/失败；pass/failed，和预期结果一致为通过，否则为失败。
8）测试人：测试的执行人，可和设计者相同或不同。
9）备注：为了测试用例正常执行而做的特殊准备。如：专门制造网络不畅情况下，软件错误提示。
2、用例编写实战
1）见excel文件：第07章测试用例模板.xlsx
三、用例编写注意
1、用例编写注意
1）不要设计“穷举测试用例”；
2）在详细测试用例和有效测试时间中找到平衡点；
3）好的测试用例应该多关注“反向测试问题”；
4）测试用例库应该不断更新和维护；
5）测试用例可以复用，但要注意数据有效性与环境变化；
6）测试用例是设计出来的，不是写出来的；
7）多去学习经验丰富的测试工程师所设计的测试用例；
8）针对不同的需求类型和测试对象，灵活采用不同的测试用例设计方法。
四、黑盒测试用例设计方法（一）
1、用例设计方法概述
1）测试数据选择
（1）等价划分法
（2）边界值分析法
2）测试步骤设计
（1）因果图法
（2）判定表法
（3）正交实验法
（3）功能图法
（4）场景法
2、等价类划分法
1）引言：做加法器功能测试时，测试了1+1,1+2,1+3和1+4之后，还有必要测试1+5和1+6吗？能否放心地认为它们是正确的？
2）等价类划分法原理
（1）把程序的输入域划分成若*分，然后从每个部分中选取少数代表性数据作为测试用例；
（2）每一类的代表性数据在测试中的作用等价于这一类中的其他值，如果某一类中的一个例子发现了错误，这一等价类中的其他例子也能发现同样的错误；反之，如果某一类中的一个例子没有发现错误，则这一类中的其他例子也不会查出错误。
3）确定等价类的原则（类似于条件）
（1）在输入条件规定了取值范围或值的个数的情况下，可以确定一个有效等价类和两个无效等价类；（两个无效：大于和小于）
（2）在输入条件规定了输入值的集合或规定了“如何必须”的条件的情况下，可以确立一个有效等价类和一个无效等价类；
（3）在输入条件是一个布尔量的情况下，可以确定一个有效等价类和一个无效等价类；
（4）在规定了输入数据的一组值（假定n个），并且程序要对每一个输入值分别处理的情况下，可确立n个有效等价类和一个无效等价；
（5）在规定了输入数据必须遵守的规则的情况下，可确立一个有效等价类（符合规则）和若干个无效等价类（从不同角度违反规则）；
（6）在确知已划分的等价类中，各元素在程序处理中的方式不同的情况下，则应再将该等价类进一步地划分为更小的等价类。
4）划分等价类和列出等价类表
（1）有效等价类
（2）无效等价类
5）确定测试用例
（1）为每个等价类规定一个唯一编号；
（2）设计一个新的测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未覆盖的有效等价类。重复该步，最后使得所有有效等价类均被测试用例所覆盖；
（3）设计一个新的测试用例，使其只覆盖一个无效等价类。重复该步，使所有无效等价类均被覆盖。
6）案例：以百度的注册页面为例
（1）用户名：设置后不可更改；中英文均可；最多14个英文或7个汉字；（用户名不可重复；不可为空；）
（2）将等价类划分组成表格分析
| 有效等价类 | 数据 | 无效等价类 | 数据 |
|---|---|---|---|
| 中文、英文混合 | 晨caicai | 数字、特殊符号 | 123；？、 |
| 14英文 | Cyixian | 英文>14/汉字>7 | abcdefghijklmnop |
| 不能为空 | C | 空 | |
| 不能重复 | aa | 使用重复的数据测试 | aa; aa |
| 7汉字 | 拜拜拜拜版本 |
3、边界值分析法
1）思考：做加法器功能测试时，测试了1+1,1+2,1+3和1+4之后，还有必要测试1+5和1+6吗？能否放心地认为它们是正确的？
2）边界和核心
（1）边界：有效和无效数据之间的划分界限。
（2）边界的核心：“常在河边走哪有不湿鞋”
3）边界值分析法原理
（1）若输入条件规定了值的范围，则应取刚达到这个范围的边界值，以及刚超越该范围便捷的值作为测试输入数据；
（2）若输入条件规定了值的个数，则用最大个数、最小个数、比最小个数小1、比最大个数大1的数作为测试数据；
（3）分析规格说明，找出其他可能的边界条件。
（4）边界值：只是一个特定的数据。
①例如，文本框需要输入6到18位字符，边界值有：6个字符；18个字符；
②次边界：边界附近的值。按照系统规定的单位或者计算方式，一个单位的差异。如，字符是个，一个字符；人民币最小单位为0.01元；ATM机最小单位是100元，只能为00元的整数倍；
4）思考题
（1）x>=6&&x<=18，请问测试中x的边界值选哪几个测试？5 6 7 17 18 19
（2）x>6&&x<18，请问测试中x的边界值选哪几个测试？6 7 8 16 17 18
（3）文本框输入字符的个数要求是不大于150字，测试时如何选择边界值？
0≤x≤150 空 1 149 150 151
5）边界值选择原则
（1）若输入条件规定了值的范围，则应取刚达到这个范围的边界值，以及刚超越该范围便捷的值作为测试输入数据；
（2）若输入条件规定了值的个数，则用最大个数、最小个数、比最小个数小1、比最大个数大1的数作为测试数据；
（3）根据规格说明的每个输出条件，使用原则（1）；
（4）根据规格说明的每个输出条件，使用原则（2）；
（5）若程序的规格说明书给出的输入域或输出域是有序集合，则应选取集合的第一个元素和最后一个元素作为测试数据；如民族属性
（6）若程序中使用了一个内部数据结构，则应选择该内部数据结构边界上的值作为测试数据。
（7）分析规格说明，找出其他可能的边界条件。
4、因果图法
1）因果图法原理
（1）因果图法是一种适合描述对于多种输入条件组合的测试方法
（2）根据输入条件的组合、约束关系和输出条件的因果关系，分析输入条件的各种组合情况，从而设计测试用例的方法；
（3）它适合于检查程序输入条件涉及的各种组合情况。
2）因果图法步骤
（1）第一步：根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系画出因果图。
①原因和结果的关系
（a）恒等：原因a成立，结果b一定成立；反过来不一定
（b）非：原因a成立时，结果b一定不成立；；反过来不一定
（c）或：原因a、b、c三者只要有一个成立，结果d就一定成立；；反过来不一定
（d）与：原因a、b、c都成立时，结果d才成立；；反过来不一定
（2）第二步：根据功能说明在因果图中加上约束条件
①原因之间的约束（原因成立为1，不成立为0）
其中互斥、包含、唯一、要求是对原因的约束，屏蔽是对结果的约束。含义如下：
互斥(exclusive)：表示a、b、c不同时为1，即a、b、c至多只有一个1；即a+b+c≤1；
包含(include)：表示a、b、c至少有一个1，即a、b、c不同时为0；即1≤a+b+c≤3；
唯一(only)：表示a、b、c有且仅有一个为1；即a+b+c=1；
要求(request)：表示若a=1，则b必须为1，即不可能a=1且b=0；即原因a成立，要求b一定先成立；（a要求b成立）；
②结果之间的约束
屏蔽(mask)：表示若a=1，则b必须为0；a结果出现，b结果一定不出现。如：收到注册成功的提示，就一定不会收到数据填写错误的提示；
3）实例
（1）阅读和分析功能说明书；
（2）识别出“原因”和“结果”，并加以编号；
（3）案例1：有一个饮料自动售货机的控制处理软件，处理单价为5角钱，它的软件规格说明如下：
①若投入5角钱的硬币，按下“橙汁”或“啤酒”的按钮，则相应的饮料就送出来；
②若投入1元的硬币，同样也是按“橙汁”或“啤酒”的按钮，则自动售货机在送出相应饮料的同时退回5角钱的硬币。
（4）因果图分析步骤
①分析原因和结果：
原因：投5角；投1元；选橙汁；选啤酒；
结果：出橙汁；出啤酒；找零5角；
②找出原因与结果之间的关系
原因（1）（3）“与”得结果（1）；
原因（1）（4）“与”得结果（2）；
原因（2）（3）“与”得结果（1）（3）
……
③原因之间的约束
原因（1）（2）互斥；原因（3）（4）互斥
④结果之间的约束
结果（1）（2）互相屏蔽
因果图使用的局限性：当原因和结果很多时，他们之间的关系连线就会很多，导致因果图的可读性变差。因此用作原因结果不是很多的局部的小功能分析。
⑤列出所有原因和结果的列表，设计初步的测试用例步骤（1表示条件成立）
| Case 1 | Case 2 | Case 3 | Case 4 | Case 5 | Case 6 | Case 7 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 投币 | 投5角 | 1 | 1 | |||||
| 投1元 | 1 | 1 | ||||||
| 按钮 | 选橙汁 | 1 | 1 | 1 | ||||
| 选啤酒 | 1 | 1 | ||||||
| 结果 | 出橙汁 | 1 | 1 | 1 | ||||
| 出啤酒 | 1 | 1 | ||||||
| 找零5角 | 1 | 1 |
A. Case 5是一种bug，不能作为一种测试用例；
B. 因果图的优势在于能够发现设计中的不足；
C. 经分析发现：（非常糟糕的情况）
a) 只选择饮料，没有投币的时候，软件没有任何结果；
b) 只投币，没有选择饮料的时候，软件也没任何结果；
c) 我们不能把软件的缺陷设计成测试用例；
D. 设计测试用例阶段，找产品经理，并在后面增加结果
| 提示投币 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 提示选饮料 | ||||||||
| 60s自动退币 |
（5）见excel文件：第07章因果图用例.xlsx
4）将因果图中的每一个分支用表格列出来
（1）列表中的每一列都将是一条测试用例
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 输入 | 投入1元硬币 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 投入5角硬币 | 2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
| 按下橙汁 | 3 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 按下啤酒 | 4 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
| 中间节点 | 已投币 | 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 已按钮 | 12 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |
| 输出 | 退还5角硬币 | 21 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 送出橙汁饮料 | 22 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 送出啤酒饮料 | 23 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
5、判定表驱动法
1）判定表驱动法：是分析和表达多逻辑条件下执行不同操作的情况的工具。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 问题 | 觉得疲惫？ | Y | Y | Y | Y | N | N | N | N |
| 感兴趣吗？ | Y | Y | N | N | Y | Y | N | N | |
| 糊涂吗？ | Y | N | Y | N | Y | N | Y | N | |
| 建议 | 重读 | √ | |||||||
| 继续 | √ | ||||||||
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| 休息 | √ | √ | √ | √ |
2）应用场合：主要适用于多条件的内容组合与结果分析。
3）组成：由条件桩、动作桩、条件项、动作项四部分组成。
（1）条件桩(Condition Stub)：列出了问题（需求）的所有条件，通常认为列出的条件的次序无关紧要。
（2）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。
（3）条件项(Condition Entry)：列出针对它左列条件的取值（条件的成立与否），在所有可能情况下的真假值。
（4）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。
4）使用条件
（1）所有的条件桩在表中的位置和顺序互相不影响；
（2）所有动作桩的顺序不会因为条件顺序的变化而产生不同。
5）建立判定表的步骤（PPT）
（1）第一步：确定规则的个数；
（2）假如有n个条件，每个条件有两个取值：0,1，故有2^n中规则
（3）第二步：列出所有的条件桩和动作桩；
（4）填入条件项
（5）填入动作项，制定初始判定表
（6）第三步：简化，合并相似规则或相同动作；
5.1）实现的步骤
（1）识别出操作条件（原因），和对应的动作（结果）；
（2）分析条件的条件项（组合数量）：若有n个条件，每个条件有两个取值：0（不成立）、1（成立），则最后有2^n个条件项；
（3）简化和优化结果。排除一些不可能存在的情况；
6）判定表使用实例
需求：订购单的检查
若金额超过500元，又未过期，则发出批准单和提货单；
若金额超过500元，但过期了，则不发批准单；
若金额低于500元，则不论是否过期都发出批准单和提货单，在过期的情况下还需要发出通知单。
（1）分析条件和动作
| 条件1 | 条件2 | 动作 |
|---|---|---|
| 金额＞500 | 未过期 | 发出批准单、提货单 |
| 金额＞500 | 过期 | 不发批准单，发提货单 |
| 金额≤500 | 未过期 | 发出批准单、提货单 |
| 金额≤500 | 过期 | 发出批准单、提货单、通知单 |
（2）写入条件桩、动作桩、条件项、动作项（3）对判定表进行简化和优化
不管金额多少，只要未过期，就会发出批准单和提货单。（在测试时间充足的情况下每一个都要测试）（在测试时间不充足的情况下，可以选二者中的一个进行测试），所以优化后，条件项成为3个；（4）将判定表中条件项和动作项中的每一列作为测试用例的数据和操作，以及对应的预期结果；
（5）见excel文件：第07章判定表实例.xlsx
7）适合使用判定表设计测试用例的条件：
（1）规格说明以判定表的形式给出，或很容易转换成判定表；
（2）条件的排列顺序不影响执行哪些操作；
（3）规则的排列顺序不影响执行哪些操作；
（4）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）如果某一规则要执行多个操作，这些操作的执行顺序无关紧要。
8）测试用例的设计方法：没有哪一种方法是单独使用的。
（1）所有的软件都是因为某种操作（原因）才会导致一定的结果；–考虑必须使用因果图；
（2）所有的软件都有文本框；–考虑必须使用等价类、边界值（使用最多）；
（3）其他方法选择性使用。
9）判定表实例题目：该判定表为一个杂志的阅读指南判定，指导读者良性阅读。
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| 感兴趣吗？ | Y | Y | N | N | Y | Y | N | N | |
| 糊涂吗？ | Y | N | Y | N | Y | N | Y | N | |
| 建议 | 重读 | √ | |||||||
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| 休息 | √ | √ | √ | √ |
读完表格后，请对表格进行优化，将重复的内容去掉，并且说明原因。
（1）合并1 2 3 4为一项；在疲倦的情况下，一律休息。
（2）合并7 8为一项；在都不疲倦的情况下，就跳下一章。6、用例设计中存在的问题
1）用例按照测试分类：功能（Function）、界面（UI）、性能（Performance）、安全（Security）、接口（Interface）；
2）测试项：必须是确定的结果，只需要表明目的，最好不写目的产生的结果；
3）身份证号业务知识，最后一位是校验码（机密（0-9，I，I，X），身份证号（新版和旧版），数字和X，并没有字母；
4）测试项：一般只写一个测试目的，测试目的必须是明确的，不能一次测试多个点。一个无效等价类只能违反一个需求；
5）依赖用例：一般省略，跨过程和步骤时必须写；用例依赖可以跨模块：A设计员可能依赖B设计的测试用例；
6）测试步骤：表明操作的对象和方式，数据体现出来；
7）测试数据：没有数据时，空着不写；例如要求输入不为空，不输入就不写。（须在测试项中标注某一个内容为空）；如果对空格进行测试，建议不将空格放在数据的最前面或者最后面；
8）测试结果：不执行就不填；
9）用例中不必显示正向或反向测试；
10）等价类划分不要出现重复情况（集合的补集）；也不要出现缺失的输入部分（集合的并集为所有有效等价类）；一次数据测试只能违反一个规则。
11）面试常见问题：
（1）什么是测试用例？
（2）如果软件按照测试用例运行达不到预期结果，怎么办？
（3）开发人员表示缺陷修复了，你认可吗？
答：用同样的测试用例测试，即回归测试。
（4）测试用例真的有必要耗费时间进行设计和编写吗？有用吗？
答：第一次设计和编写虽然耗费时间，但是在之后再去测试和使用过程中，就不用再去重新编写测试用例
（5）时间不够用的情况下，还要进行详细的测试用例设计吗？
（6）测试用例需要经常更新吗？
答：必须，尤其是发现过缺陷的测试用例。“杀虫剂效应”，一个发现过缺陷的测试用例，就相当于杀虫剂，（抗药性），必须使用更强的“杀虫剂”——用新的与之前用例中数据类型相同的测试用例，进行重新测试。
（7）现在有一个文本框，有一个规则：XXXX；请对这个规则进行输入内容的等价类划分？
答：要尽可能详细地划分
7、用例设实战
1）实战案例：一个程序读入3个整数，把这3个数值看作一个三角形的3条边的长度值；这个程序会给出弹窗提示信息，说明这个三角形是普通的、等腰的、直角的、等边的、相应的错误提示信息；
2）三角形判断：
（1）构成三角形：任意两边之和大于第三边
（2）直角：a2+b2=c^2
（3）等腰；存在两边相等
（4）等边；三边都相等
（5）钝角；
（6）锐角：任意两边的平方和大于第三边的平方
3）三边形判断中，边的输入顺序不影响结果；边长作为特殊的数据，所有边长遵循的规则是完全一致的，违反某规则的测试用例只用一条即可；
4）四边形：平行四边形；正方形？长方形？普通四边形？
5）五边形：有无特殊的形状？若有，如何判断？
6）见excel文件：第07章三角形测试用例设计.xlsx