软件测试全套课件和教案-第5章-黑盒测试

黑盒测试黑盒测试黑盒测试概述黑盒测试的目的“黑盒”的两种基本方法黑盒测试的优缺点黑盒测试常用方法黑盒测试概述软件输入黑盒测试不深入代码细节输出黑盒测试也称功能测试或数据驱动测试，它是在已知产品所应具有的功能，通过测试来检测每个功能是否都能正常使用。在测试时，把程序看作一个不能打开的黑盒子，在完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下，测试者在程序接口进行测试，它只检查程序功能是否按照需求规格说明书的规定正常使用，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出信息，并且保持外部信息（如数据库或文件）的完整性，如图所示。黑盒测试目的①是否有不正确或遗漏了的功能②在接口上，能否正确地接受输入数据，能否产生正确地输出信息③访问外部信息是否有错④软件性能是否满足要求⑤界面是否存在错误，是否美观⑥是否存在初始化或终止错误用于发现是否存在以下情况“黑盒”的两种基本方法在设计和执行测试案例时，总是先要进行通过测试。在进行破坏性试验之前，看一看软件基本功能是否能够实现。这一点很重要，否则在正常使用软件时就会奇怪地发现，为什么会有那么多的软件缺陷出现？【通过测试】在进行通过测试时，实际上是确认软件能做什么，而不会去考验其能力如何。软件测试员只运用最简单，最直观的测试案例。【失败测试】在确信了软件能够正确运行之后，就可以采取各种手段通过“搞垮”软件来找出缺陷。纯粹为了破坏软件而设计和执行的测试案例，被称为失败测试或迫使出错测试。黑盒测试的优缺点【优点】独立性强：黑盒测试不需要了解代码的内部实现，因此可以独立于开发人员进行，有利于测试团队和开发团队之间的独立性和分工。用户角度：黑盒测试更加关注软件的功能和用户需求，从用户的角度出发对软件进行测试，有助于验证软件是否符合用户期望的功能和行为。减少偏见：由于测试人员不需要了解内部代码实现，因此可以减少测试人员的主观偏见，有利于发现用户无法预料的问题和潜在缺陷。测试全面：黑盒测试可以帮助测试人员对软件的功能性、性能和安全性进行全面测试，覆盖范围广，有助于发现多样化的问题。【缺点】覆盖率限制：由于黑盒测试只关注输入和输出，测试人员无法直接查看内部代码结构，因此在测试覆盖率方面存在一定的局限性，可能无法测试到所有代码路径。难以复现问题：在黑盒测试中，测试人员无法直接定位问题产生的根源，可能导致调试和修复问题的困难，特别是对于一些复杂的问题。依赖文档：黑盒测试需要依赖软件需求和规格说明等文档来开展测试工作，如果文档不完整或者不准确，会影响测试的效果和质量。效率低：由于黑盒测试需要通过用户界面或者接口进行测试，相对于白盒测试来说，执行测试的效率可能会较低，容易增加测试成本和时间。黑盒测试的常用方法等价类划方法边界值分析法因果图方法错误推测法功能图分析法方法1——等价类划方法为了保证软件质量，我们需要做尽量多的测试，但不可能用所有可能的输入数据来测试程序，即穷尽测试是不可能的。我们可以选择一些有代表性的数据来测试程序，但怎样选择呢？等价类划分是解决这一问题的一个方法。等价类是指某个输入域的子集合。在该子集合中，各个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的。并合理地假定：测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试。因此，可以把全部输入数据合理划分为若干等价类,在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件，就可以用少量代表性的测试数据，取得较好的测试结果。等价类划分可有两种不同的情况：有效等价类和无效等价类。等价类划分是把所有可能的输入数据,即程序的输入域划分成若干部分（子集），然后从每一个子集中选取少数具有代表性的数据作为测试用例。该方法是一种重要的,常用的黑盒测试用例设计方法。

设计测试用例时，要同时考虑这两种等价类。因为，软件不仅要能接收合理的数据，也要能经受意外的考验。这样的测试才能确保软件具有更高的可靠性。有效等价类：是指对于程序的规格说明来说是合理的，有意义的输入数据构成的集合。利用有效等价类可检验程序是否实现了规格说明中所规定的功能和性能。无效等价类:与有效等价类的定义恰巧相反。等价类划分等价类的规则1例：输入值是学生成绩，范围是0～100有效等价类：①0≤成绩≤100无效等价类：①成绩<0，②成绩>100如果输入条件规定了取值范围，可定义一个有效等价类和两个无效等价类。例：一个学生每学期只能选修1～3门课有效等价类：①选修1～3门无效等价类：①不选或②选修超过3门划分等价类的规则2如果规定了输入数据的个数，则类似地可以划分出一个有效等价类和两个无效等价类。例：输入条件说明学历可为:专科、本科、硕士、博士四种之一有效等价类：①专科、②本科、③硕士、④博士无效等价类：①其它任何学历如规定了输入数据的一组值，且程序对不同输入值做不同处理，则每个允许的输入值是一个有效等价类，并有一个无效等价类(所有不允许的输入值的集合)。划分等价类的规则3例：校内电话号码拨外线为9开头有效等价类：①

9＋外线号码无效等价类：①非9开头＋外线号码 ②9＋非外线号码，…如果规定了输入数据必须遵循的规则，可确定一个有效等价类（符合规则）和若干个无效等价类（从不同角度违反规则)。划分等价类的规则4使用等价类划分法测试用例设计(1)对每个输入或外部条件进行等价类划分，形成等价类表，为每一等价类规定一个唯一的编号；(2)设计一测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未覆盖的有效等价类，重复这一步骤，直到所有有效等价类均被测试用例所覆盖；(3)设计一新测试用例，使其只覆盖一个无效等价类，重复这一步骤直到所有无效等价类均被覆盖；使用等价类划分法测试用例设计—例1【报表日期】某公司要打印2001～2005年的报表，其中报表日期为6位数字组成。其中，前4位为年份，后两位为月份。第一步——划分等价类输入及外部条件有效等价类无效等价类报表日期的类型及长度6位数字字符①有非数字字符④少于6个数字字符⑤多于6个数字字符⑥年份范围在2001～2005之间②小于2001⑦大于2005⑧月份范围在1～12之间③小于1⑨大于12⑩第二步——为有效类设计测试用例测试数据期望结果覆盖范围200105输入有效等价类①②③第三步——为无效等价类设计测试用例测试数据期望结果覆盖范围001MAY输入无效等价类④20015输入无效等价类⑤2001001输入无效等价类⑥20000输入无效等价类⑦20080输入无效等价类⑧200100输入无效等价类⑨200113输入无效等价类⑩本例的10个等价类至少需要8个测试用例不能出现相同的测试用例方法2——边界值分析法

1)对16-bit的整数而言32767和-32768是边界2)屏幕上光标在最左上、最右下位置3)报表的第一行和最后一行4)数组元素的第一个和最后一个5)循环的第0次、第1次和倒数第2次、最后一次【定义】边界值分析法就是对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。通常边界值分析法是作为对等价类划分法的补充，这种情况下，其测试用例来自等价类的边界。

【常见的边界值】方法3——因果图方法1.找出所有的原因，原因即输入条件或输入条件的等价类。

2.找出所有的结果，结果即输出条件。

3.明确所有输入条件之间的制约关系以及组合关系，判断条件是否可以组合。

4.明确所有输出条件之间的制约关系以及组合关系，判断结果是否可以同时输出。

5.找出不同输入条件组合会产生哪些输出结果。

6.将因果图转换成判定表或决策树。

7.判定表或决策表中每一列表示的情况设计测试用例。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）。ci表示原因，通常置于图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。ci和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。因果图介绍因果图举例——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。因果图举例——例1因果图举例——例1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，如图所示。因果图举例——例112345678原因（条件）11111000021100110031010101011111100动作（结果）220000112110100023010101根据因果图建立判定表如下把判定表的每一列拿出来作为依据，设计测试用例12345678原因（条件）11111000021100110031010101011111100动作（结果）220000112110100023010101测试用例A6AaB9BPC5HYA0A@B1B*H4E%因果图举例——例1方法4——错误推测法【定义】基于经验和直觉推测程序中所有可能存在的各种错误,从而有针对性的设计测试用例的方法。【基本思想】列举出程序中所有可能有的错误和容易发生错误的特殊情况,根据他们选择测试用例。【例1】输入数据和输出数据为0的情况；输入表格为空格或输入表格只有一行。这些都是容易发生错误的情况。可选择这些情况下的例子作为测试用例。错误推断法举例【例2】测试一个对线性表（比如数组）进行排序的程序，可推测列出以下几项需要特别测试的情况：输入的线性表为空表；表中只含有一个元素；输入表中所有元素已排好序；