接口测试用例设计详细介绍

0 导语

随着测试分析和分层测试的深化，“接口测试”出现在我们视野的频次越来越高。那么接口测的用例设计常用哪些方法呢？本文将详细描述。

1 接口测试

1.1 接口测试

接口：主要是子模块或者子系统间交互并相互作用的部分。

这里说的接口是广义的，客户端与后台服务间的协议；插件间通信的接口；模块间的接口；再小到一个类提供的方法；都可以理解为接口。

接口测试：是指针对模块或系统间接口进行的测试。

1.2 接口测试发现的典型问题

接口测试经常遇到的bug和问题，如下：

• （1）传入参数处理不当，导致程序crash；
• （2）类型溢出，导致数据读出和写入不一致；
• （3）因对象权限未进行校验，可以访问其他用户敏感信息；
• （4）状态处理不当，导致逻辑出现错乱；
• （5）逻辑校验不完善，可利用漏洞获取非正当利益等。

2 接口测试用例设计

上图为一个典型的接口。一个接口通常是有输入输出的，输入就是我们常见的入参，输出有时有，有时没有。调用相关接口，接口会执行相关处理逻辑。

接口测试的用例设计，主要从输入和接口处理两方面考虑：

• 1）针对输入，可按照参数类型进行设计；
• 2）针对接口处理，可按照逻辑进行用例设计；
• 3）针对输出，可根据结果进行分析设计。

2.1 针对输入设计

对于接口来说，输入就是入参。常见参数类型有:

• （1）数值型(int,long,float,double等）

• （2）字符串类型

• （3）数组或链表

• （4）结构体
  
  结构体(struct)是一些元素的结合，元素实际也是数值型，字符串型，数组或链表。

下面详细说明数值型、字符串型、数组或链表三种参数类型用例设计。

2.1.1 数值型

数值型的参数主要考虑以下几个方面设计：

如果参数规定了值的范围，则需要考虑等价类取值范围内、取值范围外，取值的边界，如有需要，可能会遍历取值范围内的各个值。

例如检查权限的接口：TaskChecker.checkTask(int taskID) taskID的取值范围是1-35，那么设计时考虑：

• 1-35范围内和范围外的值；
• 1-35的边界：0，1,35,36；
• 类型的特殊值：-1,0
• 数据类型的边界值：int的最小值最大值；
• 因为1-35代码的权限ID不同，可能需要遍历1-35的每个值。

常见问题和风险：

• 特殊值处理不当导致程序异常退出；
• 类型边界溢出
• 取值范围外值未返回正确的错误信息等

2.1.2 字符串型

字符串型的参数，主要考虑字符串的长度和内容：
例如接口转换设置闹钟的接口DateUtil.getDayOfDDHH(String ddhh)，用例可以考虑：

• 长度为4位，比4位少，比4位多；
• 边界值：String的最大长度；
• 特殊值：空字符；
• 字符串内容可考虑类型：数字，非数字；
• 特殊字符。
• 如果是输入用户输入且其他用户可见的内容，则还需要考虑敏感字是否被正常过滤。

可能出现的问题和风险：

• 传入非特定类型程序异常退出
• 超长字符未进行处理，导致存储、显示等异常
• 其他用户可见设置的敏感字

2.1.3 数组或链表类型

参数类型为数组或链表时，用例可以考虑：
例如批量提交任务的接口submitTask(int[] taskID)，参数用例设计考虑：

• 正常取值：1-5个权限，范围外：6个权限；
• 边界值：1-35的边界值，请求允许最大最小值；
• 特殊值：0个；
• 合法ID和不合法的；
• 重复的ID等。

可能存在的问题和风险：

• 0个item时程序异常退出；
• 重复的item处理时未去重导致结果异常等。

2.2 针对逻辑设计

接口需要进行一些逻辑处理的，那么按逻辑设计用例可以从以下几个角度分析。

2.2.1 约束条件分析

• （1）数值限制：分数限制、金币限制、等级限制等等。

例如：兑换Q币活动要求积分>50才可参与。

• （2）状态限制：登录状态等。

例如：同步用户信息需要先登录账号。

• （3）关系限制：绑定的关系，好友关系等。

例如：帮家人防骗功能只能查询绑定家人的来电信息。

• （4）权限限制：管理员等。

约束条件的测试在功能测试中经常遇到，在接口测试中更为重要。它的意义在于：用户进行操作时，在该操作的前端可以已经进行了约束条件的限制，故用户无法直接触发请求该接口。但是实际上，如果有其他手段：例如UI有bug或者通过技术手段直接调用接口，那么接口是否针对这些条件进行了限制就尤为重要。
例如常见的例子： 要兑换5Q币需要200积分，但是我积分不足，所以兑换按钮是灰色无法点击的状态：

正常用户是无法操作的，但是兑换其实是调后台的一个接口，如果绕过页面按钮的限制，直接调用后台接口兑换呢？是否可以兑换？预期当然是不能兑换的。因此积分这个数值限制就需要针对接口进行测试，并且非常重要。

其他约束条件类似：

• 时间约束：22：00之前；
• 数值约束：积分200；限量5个；
• 状态约束：登录手机管家；
• 等等约束条件类似。

常见的问题和风险：
约束条件判断不足，导致用户可通过特殊手段获取利益

2.2.2 操作对象分析

操作通常是针对对象的，例如用户绑定电话号码，电话号码就是操作对象，而这个电话号码的话费、流量也是对象。
对象分析主要是针对合法和不合法对象进行操作。例如下述用例子:

用户A查询电话P1话费：
用户A查询电话P1流量；
用户A查询电话P2话费；
用户A查询电话P2流量。

后台的逻辑处理，如果一个电话已经被绑定过，从后台的角度是可以查询到该电话的话费和流量的。但是在用户侧，应该是A绑定了的电话，才能让A查询到该电话的话费。故类似对象的测试也必不可少。

常见的问题和风险：
用户可访问非权限内的其他用户信息、敏感信息，从而利用这些信息谋取利益。

2.2.3 状态转换分析

被测逻辑可以抽象成状态机，各个状态之间根据功能逻辑从一个状态切换到另一个状态。如果我们打乱了这个次序，从一个状态切换到另一个不在它下一状态集中的状态，那么逻辑将会打乱，就会出现逻辑问题。

如上图所示，从某状态改变到新的状态，依赖于转换接口。而对于某转换接口，其输入状态是确定的，比如Fun23, 这个函数只能把状态2转换为状态3，而不能把状态1转换为状态3。那么测试点就可以是：

（1）状态为状态2，调用接口Fun23（），状态切换到状态23；

（2） 状态为1,3等，调用接口Fun23（），状态不能切换。

例如在做任务的时候，任务有三种状态：未领取，已领取未提交，已完成三种状态。

那么可以这样设计：

• （1）正常的状态切换：未领取状态，领取任务后变为已领取状态；已领取满足任务条件提交后，变成已完成状态；完成后可以再次领取任务。
• （2） 非正常的状态切换：未领取任务满足任务条件直接提交任务；已领取时再次领取任务等等。
  
  常见的问题和风险：
  可通过特殊手段达到原本不能的状态，从而谋取利益。

2.2.4 时序分析

在一些复杂的活动中，一个活动是由一系列动作按照指定顺序进行的，这些动作形成一个动作流，只有按照这个顺序依次执行，才能得到预期结果。

在正常的流程里，这些动作是根据程序调用依次进行的，并不会打乱，在接口测试时，需要考虑如果不安装时序执行，是否会出现问题。

例如，客户端数据同步是由客户端触发进行的，期间的同步用户无法干预。功能测试的时候可见的就是是否能正常进行同步，而进一步分析，同步流程实际涉及了一组动作：

从时序图可以看出，后台有3个接口：登陆获取用户ID，上报本地数据，上报本地冲突。三个接口需要依次调用执行，才能完成同步。那么在接口测试就可以考虑打乱上述接口的执行顺序去执行，会有怎样的结果，是否会出现异常。例如：获取用户ID后不上报本地数据而直接上报本地冲突。

常见的问题和风险：

• 非顺序执行后，数据出现异常，可能还会出现程序其他异常

• 通过打乱顺序获取利益

2.3 针对输出设计

针对输出设计其实是针对接口返回的结果进行分析。

2.3.1 针对输出结果

接口处理正确的结果可能只有一个，但是错误异常返回结果有很多情况很多值。如果知道返回结果有很多种，就可以针对不同结果设计用例。例如提交积分任务的时候我们通常能想到的是返回正确和错误，错误可能想到：无效任务，无效登录态，但是不一定能否完全覆盖所有错误码，而接口返回定义的返回码可以设计更多用例：

覆盖返回码也是用例设计的一种思路。
常见问题和风险：

• （1）错误前端处理不足，导致前端异常；

• （2）错误提示处理不当，导致用户看到晦涩的错误码；

• （3）错误提示不当，导致用户不知道哪里出了问题，如何解决。

2.3.2 接口超时

接口正常情况下是有返回的，那么如果接口不返回呢？也就是说接口超时后的处理也是测试需要考虑的部分。如果超时处理不当，可能会引起以下问题：

• （1）未进行超时处理，导致整个流程阻塞
• （2）超时后又收到接口返回，导致逻辑出现错乱

2.4 其他测试设计

2.4.1 已废弃接口测试

已废弃协议，是指之前有定义，但是因为需求变更或其他原因，目前版本不用。这些接口虽然不再使用，但有可能代码并没有及时删除。如果利用技术手段调用这些接口，可能获取额外利益。

例如，任务之前有个清理任务，在一个版本需求里将清理任务替换为下载任务。在新版本客户端已不再调用完成清理任务的接口；但是如果该接口未关闭，用户就可以继续请求submitTask(int taskID)接口完成清理任务获得积分。

因此新版本在考虑兼容旧版本的同时，还应做好相关废弃接口的检查，避免用户获得额外利益。

2.4.2 接口设计合理性分析

接口定义是否合理可以从以下几个方面分析：

• （1）接口字段是否冗余；

• （2）接口是否冗余；

• （3）接口是否返回了调用方期望得到的信息；

• （4）接口定义是否可满足所有调用需求；

• （5）接口定义调用是否方便。

2.5 一个完整的例子

下面举一个完整例子，通过上述方法来分析如何对接口进行用例设计。
某模块提供了一个接口给其他模块，用户请求任务，接口定义如下：

2.5.1 针对输入设计

dialogDetailText（dialogButtonText类似）
长度

• 1）正常：请安装提示进行操作；
• 2）边界：一个字：请；长度非常长：无悬浮窗权限，可能影响XX功能无法使用，请开始悬浮窗权限，以便获得更好的用户体验；甚至更长；
• 3）特殊：空字符串。

内容

• 1）特定类型：中文，英文，数字等；
• 2）特殊字符：/n/r/t ,.>
• 3）敏感字符：非用户设置，不涉及。

taskID（requestType类似）
等价类

• 取值范围内：1,5,10等；
• 取值范围外：0，99。

边界法

• 取值范围边界：0,1,38,39,40

• 数据类型边界：-2147483648 ,2147483648

• 特殊值 ：0,-1等。

遍历法 ：1,2,3,4,5…38,39对应每种不同ID。

2.5.2 针对逻辑设计

（1）约束条件分析
去引导某功能需要：未完成过任务，任务有任务数据。
那么用例可以是：以下情况下调requestTask：

• 1）未使用过有任务数据时；
• 2）未使用无任务数据时；
• 3）使用过有任务数据时；
• 4）使用过无任务数据时。
  如果有其他约束条件类似设计。

（2）操作对象分析
调用请求接口后，会显根据任务数据，引导对应的任务。任务数据，任务操作方式，任务功能都可以是对象。

• 1）任务数据

  数据类型：本地，云端 等
  数据有效性：正确数据，错误数据

• 2）操作方式

  方式：安装，下载，打开等等 。

• 3）任务功能

  功能：用户操作了该功能，未正常操作该功能；什么都不操作；完成一个任务功能；完成多个任务功能；任务功能使用顺序等等。
  对象：还需要关注，会不会操作到不合法的对象，例如任务数据和功能不对应等问题。

（3）状态转换分析

功能是有4个状态的：完成，未完成，未知。状态图如下：这里是产品里涉及的状态转换：

针对该状态：

• 1）正常状态转换：未完成状态请求并完成任务后是否可变成完成状态；未完成状态请求但不完成，还是未完成状态。
• 2）走不到的状态路径：未知和完成状态请求任务，不能进行进行该任务。

2.4 时序分析

从时序的角度分析，调用请求接口前需要以下2步动作：

• 1）拉取任务数据；
• 2）判断任务状态。
  

从时序得到的用例有：

• 正常时序：按照正常时序请求1 2 3；
• 缺失的时序

缺少动作1调2 3；缺少动作2调1 3；缺少动作1和2直接调。

• 打乱的时序

打乱的时序：2 1 3，还可以有1 3 2，2 3 1，3 1 2，3 2 1。

针对处理逻辑的设计中，可能使用某一种或某几种方式就可以将用例覆盖前，故实际使用中，可能不会全部使用，只要找到最合适的方式覆盖用例即可。

2.5.3 针对输出分析

请求任务接口返回的数据是任务完成结果，即返回完成，未完成两种状态（未知都作为完成返回）。
从结果可以考虑遍历：

• 1）未完成
• 2）完成
• 3）完成-未知
  从接口处理时间分析，考虑：请求后快速返回，很长时间才返回，甚至不返回结果的情况。

3 小结

接口用例设计方法中，针对输入、输出的设计是通用的，接口设计时都可用到。对于接口逻辑的设计可能会应用比较适合的一种或几种方法，在接口用例设计时，需要选取最合适的方法去覆盖被测逻辑。

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