2023学年完整公开课版正交实验法

北京电子科技职业学院正交实验法正交实验用例设计法，是由数理统计学科中正交实验方法进化出的一种测试多条件多输入的用例设计方法正交实验方法，根据迦罗瓦理论导出的“正交表”，合理安排试验的一种科学试验设计方法，是研究多因子（因素）多水平（状态）的一种试验设计方法。它是根据试验数据的正交性从全面试验数据中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是一种基于正交表的、高效率、快速、经济的试验设计方法正交实验法通常把所有参与试验、影响试验结果的条件称为因子，影响试验因子的取值或输入称为因子的水平（部分书籍将因子称为因素，水平称为状态）正交试验方法与传统的测试用例设计方法相比，利用数学理论大大减少了测试组合的数量同时使用正交实验方法，因为考虑到参与因子“整齐可比、均匀分散”的特性，保证每个实验因子及其取值都能参与实验，减少了人为测试习惯导致覆盖率低及冗余测试用例的风险正交实验法整齐可比在同一张正交表中，每个因子的每个水平出现的次数完全相同。在实验中，每个因子的每个水平与其他因子的每个水平参与实验的机率完全相同，这就保证在各个水平中最大限度地排除了其他因子水平的干扰均匀分散在同一张正交表中，任意两列（两个因子）的水平搭配（横向形成的数字对）出现的次数完全相同，这就保证了实验条件均衡地分散在因子水平的完全组合之中正交实验法对于软件测试而言，因子即是被测对象所需的测试输入，水平即每个输入的取值下面通过具体案例介绍正交实验方法在实际测试用例设计活动中的应用界面中的查询功能包含客户姓名、联系电话、通信地址等3个查询字段，每个查询条件有输入数据和不输入两种情况正交实验法如果从全排列角度考虑，条件取值的组合共有8种情况，即最少需要设计8条用例进行覆盖，但如果测试条件增加，用例数将会无比庞大，测试效率无法保证如果从以往的测试经验来看，可测试两种情况，即3个查询字段都不输入和都输入的情况但是根据经验实施测试，则可能因为测试工程师的喜好，造成测试遗漏，而采用正交实验方法，则可降低此类风险正交实验法使用正交实验方法的步骤如下：分析需求获取因子及水平根据被测对象的需求描述，获取输入条件及每个条件可能的取值，如果取值较多，可使用等价类及边界值方法先优化例如示例图中的查询功能可以确定的因子数为3，每个因子从输入和不输入两种情况考虑，则水平为2正交实验法根据因子及水平数选择正交表由步骤（1）分析得知，被测对象可能所需的正交表为3因子2水平，从数理统计书籍及正交实验网站查找得知有恰好符合3因子2水平的正交表ExperimentNumberColumn1231111212232124221正交实验法替换因子水平，获取实验次数将输入项及取值替换到正交表中，获取实验次数，替换后的表格如下图所示实验次数输入条件客户姓名联系电话通信地址1输入输入输入2输入不输入不输入3不输入输入不输入4不输入不输入输入正交实验法根据经验补充实验次数正交实验毕竟是通过数学方法推导出来的实验次数，保证了每个参与实验因子的水平取值均匀分布在实验数据中，并不能全部代表业务的实际情况，所以一般仍需要根据测试经验补充一些用例实验次数输入条件客户姓名联系电话通信地址1输入输入输入2输入不输入不输入3不输入输入不输入4不输入不输入输入5不输入不输入不输入正交实验法细化输出测试用例根据优化后的正交表，每行一次实验数据构成一条测试规则，在此基础上利用等价类及边界值方法细化测试用例通过使用正交试验方法，将全排列测试方法得到的8条用例，减少至5条，在测试用例数量减少的情况下，同样可以保证测试效果如果将正交试验方法应用在一个11因子2水平的案例中，则能够更加明确的体会到这种方法的优势，最终将全排列测试方法的2048条用例减少到只需要20、30条用例即可正交实验法在使用正交实验设计法设计用例时，通常可能会遇到以下几种情况：测试输入参数个数及取值与正交实验表的因子数刚好符合分析被测对象的需求后，提取的测试输入参数及取值恰好等于正交表的因子及水平数时，可直接套用该表，然后根据经验补充用例即可测试输入参数个数与正交实验表的因子数不符合如果测试输入参数个数大于或小于正交实验表的因子数时，选择正交表中因子数大于输入参数的正交表，多余的因子可抛弃不用正交实验法测试数据参数取值个数与正交实验的水平数不符合如果测试输入参数的取值个数大于或小于正交实验表的水平数时，选择正交表中因子及水平数均大于输入参数且总实验次数最少的正交表，多余的因子可抛弃不用，多余的水平可均分参与实验案例剖析正交实验法图中所示的查询功能，共有卡号、卡号所属地区、卡状态、用户姓名、开户年月等5个查询条件假设针对每个查询条件仅设定输入条件或不输入条件两种情况，则可确定该功能使用的正交表大概是5因子2水平，但实际上没有刚好相符的5因子2水平正交表，仅有3因子2水平、7因子2水平、11因子2水平等正交表，此时要选择因子数稍大于输入参数个数，且实验次数最少的正交表，也就是7因子2水平的正交表正交实验法因为正交实验方法能借助于正交实验表快速得到测试组合，通常用在组合查询、兼容性测试、功能配置等方面，因此在软件