软件质量保证与测试 边界值分析

1、吉林大学 陈伟边界值分析吉林大学 陈伟边界值分析法n为什么使用边界值分析？n什么是边界值？n怎样使用边界值分析设计测试用例？n小结吉林大学 陈伟为什么使用边界值分析n输入输出域的非光滑n输入到输出的非连续n人的因素q一般性的有规律可循；q非一般性的没有规律可循；n实际经验表明吉林大学 陈伟什么是边界n输入域的边界n输出域的边界吉林大学 陈伟输入域的边界值n输入规定了取值的个数：最大数、最小数、最小数-1，最大数+1n输入规定的值的范围：比范围小一点、比范围大一点n输入是有序集合：第一个元素和最后一个元素吉林大学 陈伟输出域的边界值n输出是离散的：导致”突变”的多组输入数据n输出是连续范围的:导

2、致到达边界的多组输入数据n输出是有序集合：第一个元素和最后一个元素吉林大学 陈伟例：n根据给定的输入整数N（2N100),输出小于N的最大素数(质数)。分析：输入：3,4,5,98,99输出：2,3,5,7,11,97吉林大学 陈伟例续n输入边界值q看做一段连续整数：比范围小一点、比范围大一点2,4,98,100q看做一有序集合：第一个元素和最后一个元素3,99n针对输入域的边界值分析用例集（例）：q输入2，无效输出q输入3，输出2q输入4，输出3q输入98，输出97q输入99，输出97q输入100，无效输出吉林大学 陈伟例续n输出边界值q看做离散的25个值：导致每个值“突变”的多组输入如输出

3、5，二组输入(不一定是唯一的)1. 输入5，输出32. 输入6，输出5q看做有序集合:达到第一个和最后一个的多组输入输入3，输出最小元素2;输入98,输出最大元素97n针对输出域的边界值分析用例集(如)：q使输出为2的一组输入数据q使输出为97的一组输入数据q导致输出从2到3的多组输入数据q导致输出从89到97的多组输入数据吉林大学 陈伟边界值分析法1. 一般边界值分析法2. 最坏情况边界值分析法3. 健壮性边界分析法4. 健壮性最坏情况边界值分析法吉林大学 陈伟一般边界值分析法n过程 选定问题域中的一个变化因子，让其余的变化因子取正常值，被选定的变化因子依次取min，min+，norm，ma

4、x-和max； 对问题域中的每个变化因子重复。n 特点q检查检查有效域有效域中的边界和一般情况中的边界和一般情况q检查检查有效域有效域中单因素的边界值影响中单因素的边界值影响吉林大学 陈伟一般边界值分析法-示意图吉林大学 陈伟最坏情况边界值分析法n过程 对每一个变化因素分别选取min，min+，nom，max-和max ，构成该因素的边界值集合，然后计算各因素边界值集合的笛卡尔积，得到测试用例/测试数据集。n 特点q检查检查有效域有效域中的边界和一般情况中的边界和一般情况q检查检查有效域有效域中中多因素的边界值组合多因素的边界值组合影响影响吉林大学 陈伟最坏情况边界值分析法-示意图吉林大学 陈

5、伟健壮性边界值分析法n过程选定问题域中的一个变化因子，让其余的变化因子取正常值，被选定的变化因子依次取min- ，min，min+，norm，max-，max和max+；对问题域中的每个变化因子重复。n特点q检查检查有效域和无效域有效域和无效域中的边界和一般情况中的边界和一般情况q检查检查有效域和无效域有效域和无效域中单因素的边界值情况中单因素的边界值情况q是对一般边界值分析法的一个扩充是对一般边界值分析法的一个扩充吉林大学 陈伟健壮性边界值分析法-示意图吉林大学 陈伟健壮性最坏情况边界值分析法n过程对每一个变化因素分别选取min-，min，min+，nom，max-，max 和max+，构成

6、该因素的边界值集合，然后计算各因素边界值集合的笛卡尔积，得到测试用例/测试数据集。n特点q检查检查有效域和无效域有效域和无效域中的边界和一般情况中的边界和一般情况q检查检查有效域和无效域有效域和无效域中多因素的边界值组合情况中多因素的边界值组合情况q是对最坏情况边界值分析法的一个扩充是对最坏情况边界值分析法的一个扩充吉林大学 陈伟健壮性最坏情况边界值分析法-示意图吉林大学 陈伟例1：加法计算器实现两位整数加法计算器的功能：为x1、x2做加法运算，要求x1、x2的范围只能输入1（含）到100（含）之间的整数。 n分析q输入：两个因素，每个因素是1到100间的任意整数q输出：一个因素，2到200间

7、的整数吉林大学 陈伟例1续n输入域（以x1为例）：q连续范围：min- = 0， min=1，min+=2，norm=25，max- = 99，max=100，max+ = 101q有序集合：first = 1， last =100n输出域q199个离散点:导致每个点“突变”的多组数据q连续范围(2-200)：达到边界的多组数据q有序集合 (2-200)：达到第一和最后的多组数据吉林大学 陈伟例1续n针对输入域的边界值分析用例集q一般边界值分析法：用例数：5+5 = 10q最坏情况边界值分析法：用例数：5*5 = 25q健壮性边界分析法用例数：7+7 = 14q健壮性最坏情况边界值分析法用例数

8、：7*7 = 49吉林大学 陈伟例1续n针对输出域的边界值分析用例集q199个离散点穷举有效输出，离散点较多，更应看成连续整数，所以本例舍弃q连续范围(2-200)：达到边界的多组数据两个用例：1. 输出为22. 输出为200q有序集合 (2-200)：达到第一和最后的多组数据两个用例：1. 输出为22. 输出为200吉林大学 陈伟例1续n整合输入和输出边界值分析法的用例集：q一般边界值分析法：用例数：(5+5) + 2 = 12q最坏情况边界值分析法：用例数：5*5 = 25q健壮性边界分析法用例数：(7+7) +2 = 16q健壮性最坏情况边界值分析法用例数：7*7 = 49吉林大学 陈伟

9、例2：判定三角形n函数CheckTriangle(float a,float b,float c) 根据给出的3个数，判定是否能构成一个三角型，若能判定构成的是一个等边三角形、锐角等腰三角型、直角等腰三角型、钝角等腰三角形、一般锐角三角形、一般钝角三角形、还是一般直角三角型。吉林大学 陈伟例2续：n输入域分析q有3个因素构成，每个因素的范围为(-，+)+)q即使考虑到计算机精度，也难以确定min，maxq针对输入域做边界值分析，意义不大吉林大学 陈伟例2续：n重点分析输出域q输出可为(共8种不同输出)：n非三角形n是三角形q锐角三角形(细分为等边，等腰，普通)q直角三角形(细分为等腰，普通)q

10、钝角三角形(细分为等腰，普通)q可知：n输出是8个离散值：导致”突变”的多组输入数据n输出不是连续范围，但涵盖了整个输出空间n输出不是有序集合吉林大学 陈伟例2续： “突变”的集合非三角等边腰锐普锐腰直普直腰钝普钝非三角-等边-XXXX腰锐-XX普锐-XX腰直X-普直X-腰钝XXX-普钝XXX-吉林大学 陈伟例2续：n对每一个“突变”构造两组或更多组数据。n例如：对于普通锐角三角形 “突变”到普通直角三角形数据组1：输入：a=0.3,b=0.4,c=0.4999期望输出：普通锐角三角形 数据组2：输入： a=0.3,b=0.4,c=0.5 期望输出：普通直角三角型n对于所有“突变”，理论上至少

11、可构造 2*(56-8*2)组测试数据。吉林大学 陈伟例2续n说明q“突变”通常是指尽量小的输入变化，导致不同输出q若放大变化量，X突变也是可以存在的q突变，理论上存在，但构造测试数据时，可能不易构造。如等腰锐角三角形“突变”到普通直角三角型。n覆盖率计算q理论上，测试数据最好覆盖100%的用例集；q实际测试中，很难达到。如本例中的用例集理论上的最高覆盖率：(56-8*2)/56*100=71.4%;实际测试时，可能更低；吉林大学 陈伟小结-边界值分析n边界值分析是常用的一种测试方法n边界值分析是必须采用的必须采用的，其它方法可补充n边界值分析包括输入域和输出域边界分析：q输入边界分析可采用四

12、种不同的策略设计用例集q输出边界分析根据“突变”和有序集边界设计用例集n用例数量过多可简化：q例：加法计算器q例：判定三角形吉林大学 陈伟简化：加法计算器简化方法：1. 若要求X1大于等于X2，那么最坏情况下的用例数会大约较少一半2. 可先进行x1,x2的对称性测试实现两位整数加法计算器的功能：为x1、x2做加法运算，要求x1、x2的范围只能输入1（含）到100（含）之间的整数。吉林大学 陈伟简化：判定三角形n函数CheckTriangle(float a,float b,float c) 根据给出的3个数，判定是否能构成一个三角型，若能判定构成的是一个等边三角形、锐角等腰三角型、直角等腰三角型、钝角等腰三角形、一般锐角三角形、一般钝角三角形、还是一般直角三角型。吉林大学 陈伟简化：判定三角形n输出域的“突变”集合元素为56个n简化方法：q先将输出减少为非三