用正交实验法设计测试用例

1、用正交实验法设计测试用例正交实验法的由来一、正交表的由来拉丁方名称的由来古希腊是一个多民族的国家，国王在检阅臣民时要求每个方队中每行有一个民族代表，每列也要有一个 民族的代表。数学家在设计方阵时，以每一个拉丁字母表示一个民族，所以设计的方阵称为拉丁方。什么是n阶拉丁方？用n个不同的拉丁字母排成一个 n阶方阵（n<26 ），如果每行的n个字母均不相同，每列的 n个字母 均不相同，则称这种方阵为 n*n拉丁方或n阶拉丁方。每个字母在任一行、任一列中只出现一次。什么是正交拉丁方？设有两个n阶的拉丁方，如果将它们叠合在一起，恰好出现n2个不同的有序数对，则称为这两个拉丁方为互相正交的拉丁方，简称

2、正交拉丁方。例如：3阶拉丁方ABCABCB C A和C A 0CAB0 C A用数字替代拉丁字母：12 312 3(2,2)(3.3)2 3 1和3 12-(2r3)(34)(1.2)3 122 3 1(3.2)(Nl)、正交实验法正交试验设计 （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， 正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成

3、表格，称为正交表。例如作一个三因素三 水平的实验， 按全面实验要求， 须进行 33=27种组合的实验， 且尚未考虑每一组合的重复数。 若按 L9（33） 正 交表按排实验，只需作 9 次，按 L18（37） 正交表进行 18 次实验，显然大大减少了工作量。因而正交实验设 计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。利用因果图来设计测试用例时 , 作为输入条件的原因与输出结果之间的因果关系,有时很难从软件需求规格说明中得到。往往因果关系非常庞大,以至于据此因果图而得到的测试用例数目多的惊人，给软件测试带来沉重的负担，为了有效地 ,合理地减少测试的工时与费用 ,可利用正交实验设计方法进行测试用例的设 计

4、。正交实验设计方法 :依据 Galois 理论,从大量的（实验）数据（测试例）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。类似的方法有:聚类分析方法、因子方法方法等。三、利用正交实验设计测试用例的步骤：（1）提取功能说明 ,构造因子 - 状态表把影响实验指标的条件称为因子，而影响实验因子的条件叫因子的状态。利用正交实验设计方法来设计测试用例时， 首先要根据被测试软件的规格说明书找出影响其功能实现的 操作对象和外部因素，把他们当作因子；而把各个因子的取值当作状态。对软件需求规格说明中的功能要 求进行划分，把整体的、概要性的功能要求进行层层分解与展开，

5、分解成具体的有相对独立性的、基本的 功能要求。 这样就可以把被测试软件中所有的因子都确定下来， 并为确定每个因子的权值提供参考的依据。 确定因子与状态是设计测试用例的关键。因此要求尽可能全面的、正确的确定取值，以确保测试用例的设 计作到完整与有效。（ 2）加权筛选 ,生成因素分析表对因子与状态的选择可按其重要程度分别加权。可根据各个因子及状态的作用大小、出现频率的大小以 及测试的需要，确定权值的大小。（3）利用正交表构造测试数据集利用正交实验设计方法设计测试用例，比使用等价类划分、边界值分析、因果图等方法有以下优点：节 省测试工作工时；可控制生成的测试用例数量；测试用例具有一定的覆盖率。在使用

6、正交实验法时，要考虑到被测系统中要准备测试的功能点，而这些功能点就是要获取的因子或因 素，但每个功能点要输入的数据按等价类划分有多个，也就是每个因素的输入条件，即状态或水平值。四、正交表的构成行数（Runs）:正交表中的行的个数，即试验的次数，也是我们通过正交实验法设计的测试用例的个数。因素数（Factors）:正交表中列的个数，即我们要测试的功能点水平数（Levels）:任何单个因素能够取得的值的最大个数。正交表中的包含的值为从0到数 水平数-1”或从1到水平数”。即要测试功能点的输入条件。正交表的形式：L行数（水平数因素数）如：lQ）因数水平值、列号/12345/6/上行号111111i

7、1211100J/卜031001r100410000115010101060100101700110018001011U五、正交表的正交性整齐可比性在同一张正交表中，每个因素的每个水平岀现的次数是完全相同的。由于在试验中每个因素的每个水平 与其它因素的每个水平参与试验的机率是完全相同的，这就保证在各个水平中最大程度的排除了其它因素 水平的干扰。因而，能最有效地进行比较和作岀展望，容易找到好的试验条件。均衡分散性在同一张正交表中，任意两列（两个因素）的水平搭配（横向形成的数字对）是完全相同的。这样就保证了试验条件均衡地分散在因素水平的完全组合之中，因而具有很强的代表性，容易得到好的试验条件。用正

8、交实验法设计测试用例以上介绍了正交实验法的由来。怎么用正交实验法进行用例的设计呢?、用正交表设计测试用例的步骤有哪些因素（变量）（2）每个因素有哪几个水平（变量的取值）（3）选择一个合适的正交表把变量的值映射到表中（5）把每一行的各因素水平的组合做为一个测试用例（6）加上你认为可疑且没有在表中出现的组合二、如何选择正交表 考虑因素（变量）的个数考虑因素水平（变量的取值）的个数考虑正交表的行数« 取行数最少的一个三、设计测试用例时的三种情况（1）因素数（变量）、水平数（变量值）相符（2）因素数不相同（3）水平数不相同四、我们来看看第一种情况：（1）因素数与水平数刚好符合正交表我们举个例

9、子:个人信息資询E®冈姓名：身份证号码：手机号韬：3个：姓名、身份证号码、手机号这是个人信息查询系统中的一个窗口。我们可以看到要测试的控件有 码，也就是要考虑的因素有三个；而每个因素里的状态有两个：填与不填。选择正交表时分析一下：1表中的因素数=3 ；2、表中至少有3个因素数的水平数=2；3、行数取最少的一个。从正交表公式中开始查找，结果为：L4（23）变量映射：列号列号1123行号身份证号手机号珂11"10po1填:ft2"1221<=>2不填31013|不填J塡不填J411!04不填不填填0一填 1 一不填测试用例如下：1填写姓名、填写身份证号、填

10、写手机号2：填写姓名、不填身份证号、不填手机号3:不填姓名、填写身份证号、不填手机号4:不填姓名、不填身份证号、填写手机号增补测试用例5:不填姓名、不填身份证号、不填手机号从测试用例可以看岀：如果按每个因素两个水平数来考虑的话，需要8个测试用例，而通过正交实验法进行的测试用例只有 5个，大大减少了测试用例数。用最小的测试用例集合去获取最大的测试覆盖率。(2) 因素数不相同如果因素数不同的话，可以采用包含的方法， 在正交表公式中找到包含该情况的公式，如果有N个符合条件的公式，那么选取行数最少的公式。(3) 水平数不相同采用包含和组合的方法选取合适的正交表公式。正交实验法的又一个例子上面就正交实验

11、法进行了讲解，现在再拿PowerPoint软件打印功能作为例子，希望能为大家更好地理解 给方法的具体应用假设功能描述如下： 打印范围分：全部、当前幻灯片、给定范围共三种情况； 打印内容分：幻灯片、讲义、备注页、大纲视图共四种方式；* 打印颜色/灰度分：颜色、灰度、黑白 共三种设置；* 打印效果分：幻灯片加框和幻灯片不加框两种方式。因素状态表:状态/因素A打印范围B打印内容C打印颜色/灰 度D打印效果0全部幻灯片颜色幻灯片加框1当前幻灯片讲义灰度幻灯片不加框2给定范围备注页黑白3大纲视图我们先将中文字转换成字母，便于设计。得到:因素状态表:状态/因素ABCD0A1B1C1D11A2B2C2D22

12、A3B3C33B4我们分析一下：被测项目中一共有四个被测对象，每个被测对象的状态都不一样。选择正交表：1表中的因素数=42、表中至少有4个因素的水平数=23、行数取最少的一个最后选中正交表公式：Li6（45）正交矩阵为：123451000002011113022224033335101236110327123018132109202311021320112201312231021330312143120315321301633021用字母替代正交矩阵:123451A1B1C1D102A1B2C2D213A1B3C3224A1B43335A2B1C2236A2B2C1327A2B33D118A2

13、B4C3D209A3B1C33110A3B232011A3B3C1D2312A3B4C2D12133B13D22143B2C3D13153B3C230163B4C121我们看到：第一列水平值为3、第三列水平值为 3、第四列水平值3、2都需要由各自的字母替代123451A1B1C1D102A1B2C2D213A1B3C3D124A1B4C1D235A2B1C2D136A2B2C1D227A2B3C2D118A2B4C3D209A3B1C3D2110A3B2C3D1011A3B3C1D2312A3B4C2D1213A1B1C1D2214A2B2C3D1315A3B3C2D2016A1B4C1D11

14、第五列去掉没有意义。通过分析，由于四个因素里有三个的水平值小于3,所以从第13行到16行的测试用例可以忽略。那么这样的话，就可以有 12个测试用例了：1、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT001测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A全部的幻灯片，有颜色，加框重要级别高预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1、打开打印界面；2、打印范围选择“全部”；3、打印内容选择“幻灯片”；4、颜色/灰度选择“颜色”；5、在“幻灯片加框”前打勾；6、点击“确定”。预期输出打印出全部幻

15、灯片，有颜色且已加框。2、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT 002测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A全部的幻灯片为讲义，灰度，不加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1、打开打印界面；2、打印范围选择“全部”；3、打印内容选择“讲义”；4、颜色/灰度选择“灰度”；5、点击“确定”。预期输出打印出全部幻灯片为讲义，灰度且不加框。3、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT003测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印Powe

16、rPoint文件A全部的备注页，黑白，加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“全部”；3、打印内容选择“备注页”；4、颜色/灰度选择“黑白”；5、在“幻灯片加框”前打勾；6、点击“确定”。预期输出打印出全部备注页，黑白且已加框。4、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT004测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A全部的大纲视图，黑白重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测

17、试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“全部”；3、打印内容选择“大纲视图”；4、颜色/灰度选择“黑白”；5、点击“确定”。预期输出打印出全部大纲视图，黑白5、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT005测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A当前幻灯片，灰度，加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“当前幻灯片”；3、打印内容选择“幻灯片”；4、颜色/灰度选择“灰度”；5、在“幻灯片加框”前打勾；6、点击“确定”。I预期

18、输出打印出当前幻灯片，灰度且已加框6、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT006测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A当前幻灯片为讲义，黑白，加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“当前幻灯片”；3、打印内容选择“讲义”；4、颜色/灰度选择“黑白”；5、在“幻灯片加框”前打勾；6、点击“确定”。预期输出打印出当前幻灯片为讲义，黑白且已加框。7、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT007测试项目测试powerp

19、oint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A当前幻灯片的备注页，有颜色，不加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“当前幻灯片”；3、打印内容选择“备注页”；4、颜色/灰度选择“颜色”；5、点击“确定”。预期输出打印出当前幻灯片的备注页，有颜色且不加框。8、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT008测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A当前幻灯片的大纲视图，有颜色重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电

20、脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1打开打印界面；2打印范围选择“当前幻灯片”；3、打印内容选择“大纲视图”；4、颜色/灰度选择“颜色”；5、点击“确定”。预期输出打印出当前幻灯片为讲义，黑白且已加框。9、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT009测试项目测试powerpoint打印功能测试标题打印PowerPoint文件A给定范围的幻灯片，黑白，不加框重要级别中预置条件PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机输入文件A :系统测试.ppt操作步骤1、打开打印界面；2打印范围选择“幻灯片”；3、打印内容选择“幻灯片”；4、颜色/灰度选择“黑白”；5、点击“确定”。预期输出打印出给定范围的幻灯片，黑白且不加框。10、测试用例编号PPT ST FUNCTION PRINT010测试项