黑盒測試概念及設計方法
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黑盒測試也稱功能測試，它是通過測試來檢測每個功能是否都能正常使用。在測試中，把程序看作一個不能打開的黑盒子，在完全不考慮程序內部結構和內部特性的情況下，在程序接口進行測試，它只檢查程序功能是否按照需求規格說明書的規定正常使用，程序是否能適當地接收輸入數據而產生正確的輸出信息。黑盒測試着眼於程序外部結構，不考慮內部邏輯結構，主要針對軟件界面和軟件功能進行測試。
黑盒測試是以用戶的角度，從輸入數據與輸出數據的對應關係出發進行測試的。很明顯，如果外部特性本身設計有問題或規格說明的規定有誤，用黑盒測試方法是發現不了的。
黑盒測試法注重於測試軟件的功能需求，主要試圖發現下列幾類錯誤。
功能不正確或遺漏；
界面錯誤；
輸入和輸出錯誤；
數據庫訪問錯誤；
性能錯誤；
初始化和終止錯誤等。
概述：
從理論上講，黑盒測試只有採用窮舉輸入測試，把所有可能的輸入都作爲測試情況考慮，才能查出程序中所有的錯誤。實際上測試情況有無窮多個，人們不僅要測試所有合法的輸入，而且還要對那些不合法但可能的輸入進行測試。這樣看來，完全測試是不可能的，所以我們要進行有針對性的測試，通過制定測試案例指導測試的實施，保證軟件測試有組織、按步驟，以及有計劃地進行。黑盒測試行爲必須能夠加以量化，才能真正保證軟件質量，而測試用例就是將測試行爲具體量化的方法之一。具體的黑盒測試用例設計方法包括等價類劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法、因果圖法、判定表驅動法、正交試驗設計法、功能圖法、場景法等。
等價類劃分的辦法是把程序的輸入域劃分成若干部分（子集），然後從每個部分中選取少數代表性數據作爲測試用例。每一類的代表性數據在測試中的作用等價於這一類中的其他值。該方法是一種重要的，常用的黑盒測試用例設計方法。
劃分等價類
1) 劃分等價類： 等價類是指某個輸入域的子集合。在該子集合中，各個輸入數據對於揭露程序中 的錯誤都是等效的，併合理地假定：測試某等價類的代表值就等於對這一類其它值的測試.因此，可以把全部輸入數據合理劃分爲若干等價類，在每一個等價類中取 一個數據作爲測試的輸入條件，就可以用少量代表性的測試數據.取得較好的測試結果.等價類劃分可有兩種不同的情況：有效等價類和無效等價類。
有效等價類：是指對於程序的規格說明來說是合理的，有意義的輸入數據構成的集合.利用有效等價類可檢驗程序是否實現了規格說明中所規定的功能和性能。
無效等價類：與有效等價類的定義恰巧相反。
設計測試用例時，要同時考慮這兩種等價類.因爲，軟件不僅要能接收合理的數據，也要能經受意外的考驗.這樣的測試才能確保軟件具有更高的可靠性。
劃分等價類
2）劃分等價類的方法：下面給出六條確定等價類的原則。
①在輸入條件規定了取值範圍或值的個數的情況下，則可以確立一個有效等價類和兩個無效等價類。
②在輸入條件規定了輸入值的集合或者規定了“必須如何”的條件的情況下，可確立一個有效等價類和一個無效等價類.
③在輸入條件是一個布爾量的情況下，可確定一個有效等價類和一個無效等價類。
④在規定了輸入數據的一組值（假定n個），並且程序要對每一個輸入值分別處理的情況下，可確立n個有效等價類和一個無效等價類。
⑤在規定了輸入數據必須遵守的規則的情況下，可確立一個有效等價類（符合規則）和若干個無效等價類（從不同角度違反規則）。
⑥在確知已劃分的等價類中各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應再將該等價類進一步的劃分爲更小的等價類。
3）設計測試用例：在確立了等價類後，可建立等價類表，列出所有劃分出的等價類：
輸入條件
輸入條件 有效等價類 無效等價類
然後從劃分出的等價類中按以下三個原則設計測試用例：
①爲每一個等價類規定一個唯一的編號。
②設計一個新的測試用例，使其儘可能多地覆蓋尚未被覆蓋地有效等價類，重複這一步.直到所有的有效等價類都被覆蓋爲止。
③設計一個新的測試用例，使其僅覆蓋一個尚未被覆蓋的無效等價類，重複這一步.直到所有的無效等價類都被覆蓋爲止。
邊界值分析法
邊界值分析是通過選擇等價類邊界的測試用例。邊界值分析法不僅重視輸入條件邊界，而且也必須考慮輸出域邊界。它是對等價類劃分方法的補充。
（1）邊界值分析方法的考慮：
長期的測試工作經驗告訴我們，大量的錯誤是發生在輸入或輸出範圍的邊界上，而不是發生在輸入輸出範圍的內部.因此針對各種邊界情況設計測試用例，可以查出更多的錯誤。
使用邊界值分析方法設計測試用例，首先應確定邊界情況.通常輸入和輸出等價類的邊界，就是應着重測試的邊界情況.應當選取正好等於，剛剛大於或剛剛小於邊界的值作爲測試數據，而不是選取等價類中的典型值或任意值作爲測試數據。
（2）基於邊界值分析方法選擇測試用例的原則：
1）如果輸入條件規定了值的範圍，則應取剛達到這個範圍的邊界的值，以及剛剛超越這個範圍邊界的值作爲測試輸入數據。
2）如果輸入條件規定了值的個數，則用最大個數,最小個數，比最小個數少一，比最大個數多一的數作爲測試數據。
3）根據規格說明的每個輸出條件，使用前面的原則1）。
4）根據規格說明的每個輸出條件，應用前面的原則2）。
5）如果程序的規格說明給出的輸入域或輸出域是有序集合，則應選取集合的第一個元素和最後一個元素作爲測試用例。
6）如果程序中使用了一個內部數據結構，則應當選擇這個內部數據結構的邊界上的值作爲測試用例。
7）分析規格說明，找出其它可能的邊界條件。
錯誤推測法
錯誤推測法是基於經驗和直覺推測程序中所有可能存在的各種錯誤，從而有針對性的設計測試用例的方法.
錯誤推測方法的基本思想： 列舉出程序中所有可能有的錯誤和容易發生錯誤的特殊情況，根據他們選擇測試用例。 例如，在單元測試時曾列出的許多在模塊中常見的錯誤. 以前產品測試中曾經發現的錯誤等，這些就是經驗的總結。還有，輸入數據和輸出數據爲0的情況. 輸入表格爲空格或輸入表格只有一行. 這些都是容易發生錯誤的情況。可選擇這些情況下的例子作爲測試用例。
因果圖法
前面介紹的等價類劃分方法和邊界值分析方法，都是着重考慮輸入條件，但未 考慮輸入條件之間的聯繫，相互組合等。 考慮輸入條件之間的相互組合，可能會產生一些新的情況. 但要檢查輸入條件的組合不是一件容易的事情，即使把所有輸入條件劃分成等價類，他們之間的組合情況也相當多. 因此必須考慮採用一種適合於描述對於多種條件的組合，相應產生多個動作的形式來考慮設計測試用例. 這就需要利用因果圖（邏輯模型）。
因果圖方法最終生成的就是判定表。它適合於檢查程序輸入條件的各種組合情況。
生成測試用例
（1) 分析軟件規格說明描述中，哪些是原因（即輸入條件或輸入條件的等價類），哪些是結果（即輸出條件），並給每個原因和結果賦予一個標識符。
(2) 分析軟件規格說明描述中的語義。找出原因與結果之間，原因與原因之間對應的關係. 根據這些關係，畫出因果圖。
(3) 由於語法或環境限制，有些原因與原因之間，原因與結果之間的組合情況不可能出現. 爲表明這些特殊情況，在因果圖上用一些記號標明約束或限制條件。
(4) 把因果圖轉換爲判定表。
(5) 把判定表的每一列拿出來作爲依據，設計測試用例。
從因果圖生成的測試用例（局部，組合關係下的）包括了所有輸入數據的取TRUE與取FALSE的情況，構成的測試用例數目達到最少，且測試用例數目隨輸入數據數目的增加而線性地增加。
前面因果圖方法中已經用到了判定表。判定表（Decision Table）是分析和表達多邏輯條件下執行不同操作的情況下的工具.在程序設計發展的初期，判定表就已被當作編寫程序的輔助工具了.由於它可以把複雜的邏輯關係和多種條件組合的情況表達得既具體又明確。
判定表組成法
條件樁（Condition Stub）：列出了問題的所有條件.通常認爲列出的條件的次序無關緊要。
動作樁（Action Stub）：列出了問題規定可能採取的操作.這些操作的排列順序沒有約束。
條件項（Condition Entry）：列出針對它左列條件的取值.在所有可能情況下的真假值。
動作項（Action Entry）：列出在條件項的各種取值情況下應該採取的動作。
規則：任何一個條件組合的特定取值及其相應要執行的操作.在判定表中貫穿條件項和動作項的一列就是一條規則.顯然，判定表中列出多少組條件取值，也就有多少條規則，既條件項和動作項有多少列。
判定表的建立步驟
①確定規則的個數。假如有n個條件.每個條件有兩個取值（0,1），故有2n種規則。
②列出所有的條件樁和動作樁。
③填入條件項。
④填入動作項.等到初始判定表。
⑤簡化.合併相似規則（相同動作）。
B. Beizer 指出了適合使用判定表設計測試用例的條件：
①規格說明以判定表形式給出，或很容易轉換成判定表。
②條件的排列順序不會也不影響執行哪些操作。
③規則的排列順序不會也不影響執行哪些操作。
④每當某一規則的條件已經滿足，並確定要執行的操作後，不必檢驗別的規則。
⑤如果某一規則得到滿足要執行多個操作，這些操作的執行順序無關緊要。
正交試驗設計
就是使用已經造好了的正交表格來安排試驗並進行數據分析的一種方法，目的是用最少的測試用例達到最高的測試覆蓋率。
場景法
軟件幾乎都是用事件觸發來控制流程的，事件觸發的情景
便形成了場景，而同一事件不同的觸發順序和處理結果就形成事件流。這種在軟件設計方面的思想也可以引入到軟件測試中，可以比較生動地描繪出事件觸發時的情景，有利於測試設計者設計測試用例，同時使測試用例更容易理解和執行。基本流和備選流：如下圖所示，圖中經過用例的每條路徑都用基本流和備選流 來表示，直黑線表示基本流，是經過用例的最簡單的路徑。備選流用不同的色彩表示，一個備選流可能從基本流開始，在某個特定條件下執行，然後重新加入基本流 中（如備選流1和3）；也可能起源於另一個備選流（如備選流2），或者終止用例而不再重新加入到某個流（如備選流2和4）。
來源：百度百科
白盒測試方法
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白盒測試:又稱結構測試、透明盒測試、邏輯驅動測試或基於代碼的測試。白盒測試是一種測試用例設計方法，盒子指的是被測試的軟件， 白盒指的是盒子是可視的，你清楚盒子內部的東西以及裏面是如何運作的。"白盒"法全面瞭解程序內部邏輯結構、對所有邏輯路徑進行測試。"白盒"法是窮舉路 徑測試。在使用這一方案時，測試者必須檢查程序的內部結構，從檢查程序的邏輯着手，得出測試數據。貫穿程序的獨立路徑數是天文數字。
採用什麼方法對軟件進行測試呢？常用的軟件測試方法有兩大類：靜態測試方法和動態測試方 法。其中軟件的靜態測試不要求在計算機上實際執行所測程序，主要以一些人工的模擬技術對軟件進行分析和測試；而軟件的動態測試是通過輸入一組預先按照一定 的測試準則構造的實例數據來動態運行程序，而達到發現程序錯誤的過程。在動態分析技術中,最重要的技術是路徑和分支測試。下面要介紹的六種覆蓋測試方法屬 於動態分析方法。
測試方法：
白盒測試的測試方法有代碼檢查法、靜態結構分析法、靜態質量度量法、邏輯覆蓋法、基本路徑測試法、域測試、符號測試、路徑覆蓋和程序變異。
白盒測試法的覆蓋標準有邏輯覆蓋、循環覆蓋和基本路徑測試。其中邏輯覆蓋包括語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、條件組合覆蓋和路徑覆蓋。六種覆蓋標準發現錯誤的能力呈由弱到強的變化：
1.語句覆蓋每條語句至少執行一次。
2.判定覆蓋每個判定的每個分支至少執行一次。
3.條件覆蓋每個判定的每個條件應取到各種可能的值。
4.判定/條件覆蓋同時滿足判定覆蓋條件覆蓋。
5.條件組合覆蓋每個判定中各條件的每一種組合至少出現一次。
6.路徑覆蓋使程序中每一條可能的路徑至少執行一次。
要求：
1.保證一個模塊中的所有獨立路徑至少被使用一次。
2.對所有邏輯值均需測試 true 和 false。
3.在上下邊界及可操作範圍內運行所有循環。
4.檢查內部數據結構以確保其有效性。
目的：
通過檢查軟件內部的邏輯結構，對軟件中的邏輯路徑進行覆蓋測試;在程序不同地方設立檢查點，檢查程序的狀態，以確定實際運行狀態與預期狀態是否一致。
特點：
依據軟件設計說明書進行測試、對程序內部細節的嚴密檢驗、針對特定條件設計測試用例、對軟件的邏輯路徑進行覆蓋測試。
實施步驟：
1.測試計劃階段：根據需求說明書，制定測試進度。
2.測試設計階段：依據程序設計說明書，按照一定規範化的方法進行軟件結構劃分和設計測試用例。
3.測試執行階段：輸入測試用例，得到測試結果。
4.測試總結階段：對比測試的結果和代碼的預期結果，分析錯誤原因，找到並解決錯誤。
優缺點
優點
1.迫使測試人員去仔細思考軟件的實現
2.可以檢測代碼中的每條分支和路徑
3.揭示隱藏在代碼中的錯誤
4.對代碼的測試比較徹底
5.最優化
缺點
1.昂貴
2.無法檢測代碼中遺漏的路徑和數據敏感性錯誤
3.不驗證規格的正確性