第三章 黑盒测试

3.1：黑盒测试概述

一：定义
黑盒测试是根据功能需求来测试程序是否按照预期工作。
二：黑盒测试的基本观点是：任何程序都可以看作是从输入定义域到输出值域的映射。
三：黑盒测试有两个重要的优点：黑盒测试与软件的具体实现方式无关，因此软件实现方式如果发生了变更、修改但功能测试不变的话，仍可以使用原来的测试用例。在进行软件开发的同时，也可以进行软件黑盒测试用例的设计，这样可以节省一部分时间成本，减少总开发时间。

3.2：等价类设计方法

3.2.1等价类划分

1：等价类划分法是一种典型的、重要的黑盒测试方法，它将程序所有可能的输入数据（有效的和无效的）划分成若干个等价类。然后从每个部分中选取具有代表性的数据当做测试用例进行合理的分类，测试用例由有效等价类和无效等价类的代表组成，从而保证测试用例具有完整性和代表性。
2：等价类划分分为2类：
- 有效等价类：指对于程序的规格说明来说，是合理且有意义的输入数据构成的集合。
- 无效等价类：是指对于程序的规格说明来说，是不合理的，无意义的输入数据构成的集合。
3：细分为弱一般，强一般，弱健壮，强健壮

3.2.2等价类划分方法

弱一般等价类测试：它不考虑无效数据，测试用例使用每个等价类中的一个值。它选取的测试用例只需要覆盖到有效等价类。
弱健壮等价类测试：对于有效输入，使用每个有效类的一个值；对于无效输入，测试用例值使用一个无效值，其余值都是有效的。它基于单缺陷假设，考虑无效等价类，选取的测试用例要覆盖每一个有效等价类和无效等价类，但是不能同时覆盖两个无效等价类。
强一般等价类测试：每一个等价类至少要选择一个测试用例。它不考虑无效等价类，选取测试用例时，各个有效区间的组合都要覆盖到。
强健壮等价类测试：每个无效等价类和有效等价类的组合都要覆盖到，考虑所有的有效和无效情况

3.2.3等价类划分的测试应用

在大多数情况下，从被测程序的输入域划分等价类，但也可以从输出域定义等价类。事实上，这对于三角形问题是最简单的划分法。三角形问题可能有四种输出：等边三角形、等腰三角形、一般三角形和非三角形。利用这些信息从输出（值域）划分等价类为：

3.3：边界值分析法

3.3.1：边界值分析原理

一：边界值测试原理：边界是测试用例的一些特殊情况。对于程序来说，一般大量的中间数值都是运行正确的，但有可能会在范围边界时出现错误。
二：边界条件
边界条件即输入定义域或输出值域的边界，而不是内部。通常情况下，软件测试所包含的边界检验有几种类型：数字、字符、位置、质量、大小、速度、方位、尺寸、空间等。
三：边界值分析法的优缺点
边界值分析法作为测试方法的一种，在测试范围的边界值上进行考虑，相对来说是比较简便易行的，生成的测试数据成本也很低。但对于整个测试过程来说，它的测试用例不够充分，也不能发现测试变量之间的依赖关系。边界值分析法产生的测试用例不考虑含义和性质，因此只能作为初步测试用例使用。

3.3.2：边界值分析原则

1：如果输入条件规定了一个取值范围，那么从范围的边界生成合法测试用例，并为恰好超出边界的输入值生成非法测试用例。
2：如果输入条件规定了值的个数，则用最大个数，最小个数，比最小个数少1，比最大个数多1的个数创建测试用例。
3：如果输出条件规定了一个取值范围，那么为输出范围的边界生成合法测试用例，并为恰好超出边界的输出值生成非法测试用例。
4：如果程序的输入或输出是一个有序的集合（例如顺序文件、线性列表、表格等），那么需要关注第一个和最后一个元素。
5：寻找其他边界条件

3.3.3：健壮性分析

一：何为健壮性（测试）？
健壮性是指在异常情况下，软件还能正常运行的能力。健壮性主要考虑的部分是预期输出，而不是输入。健壮性测试是边界值分析的一种简单扩展。除了变量的5个边界分析取值还要考虑略超过最大值（max+）和略小于最小值（min-）时的情况。健壮性测试的最大价值在于观察处理异常情况，它是检测软件系统容错性的重要手段。
二：在进行健壮性测试时，需要注意以下几点：
1：健壮性测试需要注意预期的输出。
2：健壮性测试的主要价值是观察异常情况的处理。
3：软件质量要素的衡量标准包括软件的容错性。
4：软件容错性的度量可以是软件从非法输入中恢复的能力。

3.3.4：边界值测试法的应用

3.4：因果图法

一：因果图法是一种利用图解法来分析数据的各种组合情况，从而设计测试用例的方法。
二：基本关系：恒等，与，或，非。
三：约束：输入状态之间可能存在的依赖关系。
因果图的约束分为输入条件约束，输出条件约束。
四：因果图用例设计步骤
五：应用
六：决策表法

3.5：正交分析法

正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。

3.5.1：正交实验法:

正交实验设计方法是依据Galois理论，从大量的实验数据（测试用例）中挑选适量的、有代表性的点（例），从而合理地安排实验（测试）的一种科学实验设计方法。
一：利用正交设计测试用例步骤
- 提取功能说明，构建因子状态表
- 加权筛选，生成因素分析表
- 利用正交构建因果数据集
二：正交表构成
行数
因素数
水平数
三：交互作用
1：概述每一张正交表后都附有相应的交互作用表，它是专门用来安排交互作用试验的。
2：表头设计承担着将各因素及交互作用合理安排到正交表的各列中的重要任务。
3：表头设计的步骤
- 确定列数
- 确定各因素的水平数
- 选定正交表
- 表头安排
- 确定实施方案