《程序功能测试》课件 项目三　测试用例设计

项目三测试用例设计6566任务1初识测试用例任务2使用等价类划分法设计测试用例任务3使用边界值分析法设计测试用例任务4使用决策表法设计测试用例任务5使用因果图法设计测试用例初识测试用例任务1671. 了解测试用例的基本概念。2. 能设计测试用例。68测试团队在开展iceCMS内容管理系统的测试任务时，需要根据需求规格说明书设计和实施一套准确且全面的测试用例，并制定一套完整的测试步骤。这样可以更加系统地检测软件中的问题并协助开发团队修正，从而提升软件的整体质量。本任务要求为iceCMS内容管理系统项目首页上方的导航部分设计测试用例，包括用例编号、用例标题、测试目的、前置条件、测试步骤、预期结果等，以提升软件测试效率和质量，确保软件产品满足用户需求和业务目标。69一、测试用例的概述根据IEEE标准对测试用例的正式定义：测试用例是一组输入数据、执行前提条件和预期结果，其目的是验证被测软件或系统的一项特定功能。测试用例是设计一个场景，使软件在该场景下按照与需求规格说明书一致的期望结果运行。它是根据测试需求分析得出的、用于功能验证的输入和输出的组合，是软件测试的基础工作产物。70二、测试用例设计规范一个好的测试用例应包含两部分内容：一部分用于分类、整理、跟踪和维护测试用例，具体包括功能模块、项目编号、项目名称、测试人员、项目经理、版本号、测试日期等与需求无直接关联的内容；另一部分是测试用例的核心，是根据需求设计的内容，具体如下。用例编号：唯一标识每个测试用例的编号。用例标题：简明描述测试用例。测试目的：明确测试用例的目标或者验证测试用例的功能。前置条件：测试开始前必须满足的条件。7172测试步骤：详细的操作步骤，包括输入数据和执行的操作。预期结果：执行测试步骤后期望得到的结果。实际结果：执行测试步骤后实际得到的结果，或者写明是否与预期结果一致。一般来说，测试人员会根据功能模块将测试用例整理成表格形式，见下表。测试用例设计模板使用等价类划分法设计测试用例任务2731. 掌握等价类划分法的内容和步骤。2. 能运用等价类划分法设计测试用例。74测试团队在开展iceCMS内容管理系统的测试任务时，已掌握测试用例包含的内容，但面对测试用例数量较多的测试对象时，无法实现穷举。因此，需要一种能精简测试用例的方法——等价类划分法，以减少测试用例数量，同时保证测试的全面性。本任务要求采用等价类划分法为iceCMS内容管理系统项目中充值中心功能设计测试用例，确保用最少的测试用例覆盖所有测试场景，提高测试效率。7576一、等价类划分法概述等价类划分法是把所有可能的输入数据划分为若干部分，从每一部分中选取少量具有代表性的数据作为测试数据。划分后，每一类的代表性数据在测试中的作用与该类中的其他值相同。等价类划分法旨在以最少的测试用例覆盖最多的测试场景，避免冗余，提高测试效率。等价类划分法类似将一堆不同的苹果按照特点分组，每个篮子里的苹果具有相似特点。这样只需从每个篮子里选一个苹果品尝，就能推断出其他苹果的味道。在软件测试中，测试人员无须测试所有可能的数据，只需测试每个“等价类”中的代表性数据，即可有效检查程序运行情况，从而节省时间和精力，提升测试效率。使用等价类划分法设计测试用例时，需先确定等价类的类型，再遵循相关原则，才能设计出测试用例。77二、等价类的类型通常，等价类可以分为有效等价类和无效等价类。有效等价类是指对规格说明有意义、合理的输入数据。无效等价类是指对规格说明无意义、不合理的输入数据。正确划分等价类可大幅减少测试用例数量，使测试更准确、高效。划分时需同时考虑有效等价类和无效等价类。78三、等价类划分的原则1. 限定范围或数量的情况若规定“年龄必须为1～100岁”，则1～100岁为有效等价类（符合年龄规则）；所有不在此范围内的年龄（如0岁、101岁）为无效等价类。2. 处理多个输入值的情况若程序需处理多个特定输入（如A、B、C），则每个输入值（A、B、C）分别构成一个有效等价类；所有非A、B、C的输入是无效等价类。793. 规定了特定输入集合的情况若规定输入必须是特定值（如“只能输入红、绿、蓝”），则这些指定值构成有效等价类；任何非红、绿、蓝的输入均为无效等价类。4. 输入必须符合特定规则的情况例如规则“密码必须包含数字和字母”，则符合该规则的所有密码为有效等价类。不符合规则的密码（如仅含数字或仅含字母）为无效等价类。5. 分析需求规格说明书测试人员需详细阅读软件需求规格说明书，找出所有可能的输入情况及分类，为等价类划分提供依据。80四、用等价类划分法设计测试用例的步骤确定等价类后，需建立等价类表，列出所有划分出的等价类，为设计测试用例提供依据。具体操作步骤如下：首先对程序的输入数据进行分析，确定测试对象，将每个测试对象划分为若干等价类；其次从每个等价类中选择代表性数据作为测试用例；最后编写这些测试用例，确保覆盖所有有效和无效等价类，以此检验程序在不同数据集合下的表现。这一过程可确保软件在各种预期及非预期的输入条件下均能正确执行。81用有效等价类设计测试用例时，应尽可能覆盖尚未被覆盖的有效等价类，以避免冗余。随着测试用例的增加，部分有效等价类可能已经被覆盖，此时无须再为该等价类单独设计用例。具体例子如下。假设测试人员为某网站的用户登录功能设计测试用例，登录表单包含用户名（5~30个字符，无非法字符）和密码（5~30个字符，包含字母和数字）两个字段。设计用户名为合法长度的有效等价类测试用例时，可设定用户名为validUser、密码为StrongPass123。该用例已验证用户名和密码的有效性，后续无须再单独测试其他符合条件的用户名，也无须重复验证密码的有效等价类。82用无效等价类设计测试用例时，应使每个用例仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类。这样可确保每个无效等价类都得到充分测试，同时避免因多个无效等价类同时存在于一个用例中而导致的错误屏蔽问题，有助于提高测试的准确性和效率。83通过这样设计测试用例，测试人员能更快速地定位和修复系统中的错误。最终整理得到用等价类划分法设计测试用例的步骤，如图所示。84用等价类划分法设计测试用例的步骤假设有一个简单的应用程序，它接收一个年龄值（整数），并根据年龄判断用户的生活阶段。用户输入年龄后，程序返回对应的生活阶段，包括儿童（0～12岁）、青少年（13～17岁）、成年（18～64岁）、老年（65岁以上）。1. 确定测试对象在这个例子中，测试对象是“年龄值”，且该值为整数。852. 确定等价类确定有效等价类：根据应用程序的需求，年龄可划分为4个生活阶段，每个阶段都对应一个有效等价类，见下表。86有效等价类划分3. 设计有效等价类测试用例设计测试用例时，需确保每个用例覆盖一个未被覆盖的有效等价类，直到所有有效等价类均被覆盖。4个有效等价类测试用例见下表。874个有效等价类测试用例4. 设计无效等价类测试用例设计测试用例时，需确保每个用例仅覆盖一个未被覆盖的无效等价类，直到所有无效等价类均被覆盖。3个无效等价类的测试用例见下表。883个无效等价类的测试用例使用边界值分析法设计测试用例任务3891. 掌握边界值分析法的概念。2. 能运用边界值分析法设计测试用例。90测试团队在开展iceCMS内容管理系统的测试任务时，已掌握使用等价类划分法设计测试用例的过程，但还需进一步关注边界附近的情况，因为在边界附近往往会产生较多问题，所以需要一种能完善特殊边界场景测试用例的方法——边界值分析法，以保证测试质量，提升测试有效性。本任务要求采用边界值分析法为iceCMS内容管理系统项目中的充值中心功能设计测试用例，以更有效地发现程序中边界附近的逻辑错误。9192一、边界值分析法概述无数的测试实践表明，大量故障往往发生在输入值域或输出值域的边界上，而非其内部。因此，针对各种边界情况设计测试用例，通常能取得很好的测试效果。边界值分析法特别关注输入和输出的边界情况。就像篮球场一样，球员在场地内移动时一切正常，但接近边界时可能犯规——软件处理边界值时也可能出现类似错误。边界值分析法就是检查这些边界情况，确保软件能正确地处理“边界”问题，既不出现错误，也不遗漏关键场景。这种方法通常与等价类划分法结合使用，后者如同在篮球场上划分不同区域，帮助理解程序在不同场景下的行为。理解了边界值分析法的基本概念之后，关键步骤是确定具体边界条件，确保测试用例覆盖所有可能导致错误的极限情况。93二、边界条件的确定边界条件在计算机编程和软件测试中是指那些位于输入或输出范围极限的情况。这些条件通常特别重要，因为软件在处理极限值时很可能出错。在测试过程中，需测试刚好等于边界值、刚好高于边界上限的值和刚好低于边界上限的值、刚好高于边界下限的值和刚好低于边界下限的值。在软件开发中，边界条件的错误处理可能导致程序崩溃、输出错误或安全漏洞。因此，软件测试中理解并正确处理边界条件是确保软件质量的关键。94三、边界值分析法的原则1. 范围的边界例如月份取值范围为1～12，可测试合法值1、2、11和12，非法值0、13；若程序要求“在1～10中选择数字”，则需重点检查1和10（边界值），还有比1小的0、比1大的2、比10小的9和比10大的11。2. 个数的边界假设盒子最多可放10个苹果，可尝试放0个、1个、9个、10个、11个苹果，测试盒子的处理能力（注：个数不可为负数，故排除-1个）。953. 有序范围的边界如同检查珍珠项链的第一颗和最后一颗珍珠是否牢固，需测试有序序列的起始和结束位置。4. 内部结构的边界若游戏有多个关卡，需检查第一关和最后一关是否能正常运行。5. 其他边界条件就像侦探一样，需找出并检查那些不明显的边界条件。通过此类测试，可尽可能确保软件在所有场景下正常运行。96四、用边界值分析法设计测试用例的步骤在边界值分析法中，确定边界条件后，需创建边界值表，详细记录软件功能或字段的边界点，包括刚好等于边界值、刚好高于边界上限的值和刚好低于边界上限的值、刚好高于边界下限的值和刚好低于边界下限的值。这些边界值将作为测试用例的设计基础，用于检测软件在边界情况下的表现，以发现和修复仅在极端情况下出现的缺陷。97边界值分析法的步骤如下：首先，基于程序规格说明，识别所有测试对象，确定输入或输出数据的边界条件；其次，对于每个边界条件，选择边界值及其紧邻的值作为测试用例；最后，执行这些测试用例，确保软件能正确处理边界值及接近边界值的情况。以下以“根据年龄来确定生活阶段”为例，展示采用边界值分析法设计测试用例的过程。假设有一个简单应用程序，它接收整数年龄值，根据年龄判断用户生活阶段：儿童（0～12岁，包括0岁和12岁）、青少年（13～17岁，包括13岁和17岁）、成年（18～64岁，包括18岁和64岁）、老年（65岁及以上）。981. 确定测试对象和边界条件测试对象为整数年龄值，确定边界条件见下表。99确定边界条件2. 确定边界值及边界情况根据边界值分析原则，各阶段的边界值及边界情况见下表。100边界值及边界情况3. 设计测试用例根据边界条件和边界情况，设计测试用例，见下表。101测试用例102测试用例使用决策表法设计测试用例任务41031. 掌握决策表法的概念。2. 能运用决策表法设计测试用例。104测试团队在开展iceCMS内容管理系统的测试任务时，已经掌握了使用等价类划分法和边界值分析法设计测试用例的过程，但是还需要进一步考虑测试对象之间相互影响和制约的情况，因此，需要一种能清晰表示测试对象之间关系的测试用例设计方法——决策表法，来帮助测试人员快速理清复杂的业务规则，完成测试用例设计。本任务要求采用决策表法为iceCMS内容管理系统项目中的修改密码功能设计测试用例，以进一步提高测试质量。105106一、决策表法概述在所有的黑盒测试方法中，基于决策表（也称判定表）的测试是最为严格、逻辑性最强的一种。决策表是分析和表达多个逻辑条件下执行不同操作情况的工具。想象一下，一张清单上列出了许多不同的情况（就是人们常说的“逻辑条件”），然后对于每种情况，决策表会告诉测试人员应采取哪些行动，这就像是一个复杂问题的“指南”，能帮助人们根据不同的情况做出正确的决定，比如可以根据不同的天气情况（是否下雨）来决定是否带伞。二、决策表的组成和原则决策表详细列出了在不同条件下应采取的行动，帮助测试人员设计出能够应对各种情况的测试用例。这里以天气情况（是否下雨）来决定出门是否需要带伞为例，来描述决策表的4个组成部分和多个规则，如图所示。107决策表的组成1. 条件桩在条件桩中列出所有影响决定的条件，例如，在决定是否带伞时会考虑外面是否在下雨。2. 条件项条件项是针对条件桩给出的条件，列出所有可能的取值，例如，针对“下雨”条件，可能的情况为“是”或者“否”。1083. 动作桩在动作桩中列出问题规定的可能采取的操作，例如，在下雨的条件下，可以选择带伞。4. 动作项动作项指出在条件项的各种取值情况下应采取的动作，例如，如果外面在下雨（条件项为“是”），就应带伞（动作项）。109将任何一个条件组合的特定取值及其相应要执行的动作称为一条规则。在决策表中，贯穿条件项和动作项的一列就是一条规则。每一列就像是一条指令，它告诉人们在某些特定条件（条件项）下应做什么（动作项）。就好比“如果今天下雨（条件项），那么带伞出门（动作项）”，每一列都是一个这样的“如果……那么……”的指令，详细内容如上图所示。110三、用决策表法设计测试用例的步骤当确定决策表的组成后，需要建立决策表，再根据决策表设计测试用例。具体操作步骤如下：首先，详细分析程序的功能需求和规则说明，识别出所有可能的条件桩和相应的动作桩，确定每个条件桩的条件项（即条件的可能取值），进而确定规则的个数；然后，根据这些条件桩、动作桩及条件项创建初始决策表，该表应列出所有可能的条件组合及它们各自对应的动作结果，其中每一行代表一个决策规则，显示在特定条件组合下应采取的动作；接着，将初始决策表按照一定规则进行精简，得到最终的决策表。111之后，基于这个决策表设计测试用例，以确保软件在所有可能的决策情况下都能做出正确的响应。通过这些步骤，决策表法能够帮助测试人员全面覆盖软件的决策逻辑，确保逻辑的正确性和完整性。这里仍以天气情况（是否下雨）来决定是否需要带伞为例，给出构造决策表的具体过程。如果下雨且有伞，则应带伞出门；如果下雨且没有伞，则应买伞出门或不出门；如果不下雨，无论是否有伞都不需要买伞，也不需要带伞出门。112决策表的构造过程如下。1.确定规则的个数。对于本案例有2个条件（是否下雨、是否有伞），每个条件都有2个取值，故有2×2=4种规则。2.列出所有的条件桩和动作桩。本案例中条件桩有2个（是否下雨、是否有伞），动作桩有3个（带伞出门、买伞出门或不出门、正常出门）。3.先填入条件桩，在本案例中条件桩为是否下雨和是否有伞，再填入对应的条件项，条件项为“是”或“否”。1134.填入动作项和动作桩，在本案例中动作桩为带伞出门、买伞出门或不出门、正常出门，根据条件组合确定对应的动作项。最终得到决策表，见下表。114天气情况（是否下雨）决策表5.简化决策表，合并相似规则。在决定决策表里规则的数量时，需要根据具体情况进行分析。通常情况下，规则的总数是由所有条件取值的组合（即数学里的笛卡儿积）决定的。但有时直接计算出的规则过多，部分规则可合并。合并规则的方法很简单，若多条规则的动作结果相同，且仅部分条件取值不同，则可合并为一条规则。合并后的规则中，用“—”符号表示该条件的取值不影响最终结果（即无关条件）。这就好比在做选择题时，如果几个选项的答案相同，可合并成一个问题，不用分开考虑。这样能使决策表更为简洁，也更容易使用。115通过本案例的规则3和规则4可以看出，只要不下雨，无论是否有伞，都可正常出门。因此，这两条规则可以合并。最终的决策表见下表。116天气情况（是否下雨）简化决策表6.根据决策表生成测试用例。一条规则对应一条测试用例，规则中的条件桩及条件项对应测试用例的输入条件；动作桩及动作项对应测试用例的预期结果。最终的测试用例见下表。117根据天气情况（是否下雨）决策表生成的测试用例使用因果图法设计测试用例任务51181. 掌握因果图法的概念。2. 能运用因果图法设计测试用例。119测试团队在开展iceCMS内容管理系统的测试任务时，已经掌握了使用决策表法设计测试用例的过程，但是需要进一步考虑测试对象之间的逻辑依赖关系。因此，需要一种能清晰表示出测试对象之间的因果逻辑的方法，即因果图法，使得复杂的业务逻辑和决策过程得以简化和可视化。本任务要求采用因果图法为iceCMS内容管理系统项目中的用户登录功能设计测试用例，帮助发现因逻辑错误或条件遗漏导致的缺陷。120121一、因果图法概述在所有的黑盒测试方法中，基于决策表（也称判定表）的测试是最为严格、逻辑性最强的一种。决策表是分析和表达多个逻辑条件下执行不同操作情况的工具。想象一下，一张清单上列出了许多不同的情况（就是人们常说的“逻辑条件”），然后对于每种情况，决策表会告诉测试人员应采取哪些行动，这就像是一个复杂问题的“指南”，能帮助人们根据不同的情况做出正确的决定，比如可以根据不同的天气情况（是否下雨）来决定是否带伞。二、因果图的基本符号和约束因果图是一张连线图，用来表示事物之间的“因果关系”，用4种不同的符号表示4种不同的关系。图中的每一条线都连接着两个点：左边的点代表输入状态（用ci

表示，也就是“因”），右边的点代表输出状态（用ei

表示，也就是“果”）。122在因果图中，每个输入状态点或输出状态点只有两种可能的状态：0或者1。如果一个点的状态为0，意味着该状态没有出现；如果一个点的状态为1，则表示该状态已出现。通过这种方式，可以清楚地看到不同的输入状态是如何影响输出状态的。下图中各符号的含义如下。123因果图中的关系a）恒等b）非c）或d）与上图a表示恒等。若c1

为1，则e1

为1；若c1

为0，则e1

为0。上图b表示非（~）。若c1

为1，则e1

为0；若c1

为0，则e1

为1。上图c表示或（∧）。若c1、c2

或c3

中至少有一个为1，则e1

为1。若c1、c2、c3

都为0，则e1

为0。上图d表示与（∨）。若c1、c2

或c3

中至少有一个为0，则e1

为0；若c1、c2

和c3

都为1，则e1

为1。124在因果图的实际应用过程中，输入之间可能还存在着相互制约的关系，这种关系称为“约束”。因果图中共有4种约束关系，如图所示。125因果图中的4种约束关系a）异b）或c）唯一d）要求异约束用E表示，定义一个排他性条件，即在a

和b

中，要么a

为0，b

为1；要么a

为1，b

为0。或约束用I表示，指定a、b、c

中至少有一个值为1，不可能都为0。唯一约束用O表示，确保在a

和b

中必须且只能有一个值为1。要求约束用R表示，强调a

和b

的值必须相同。如果a

为1，则b

也必须为1；如果a

为0，则b也必须为0。126同样地，输出结果之间也存在约束，称为强制约束，用M表示，强调如果a

为1，则b

必须为0；如果a

为0，则b

必须为1，如图所示。127 因果图中的强制约束关系三、使用因果图法设计测试用例的步骤首先，仔细审阅需求规格说明书，以识别原因（即“输入”）和预期的结果（即“输出”）。输入条件通常指需求规格说明书中描述的用户或系统对软件的各种输入要求；输出条件通常指需求规格说明书中描述的软件在接收到特定输入条件后的行为或状态改变。其次，利用因果图将识别的输入和输出进行图形化表示。在某些情况下，由于特定的语法或环境限制，某些输入组合或输入与输出之间的关系可能不适用，这时需要用特定符号来标注这些约束。再次，将构建的因果图转化为决策表，详细列出各种输入组合及其对应的输出。最后，依据决策表中的信息来设计具体的测试用例，确保覆盖所有可能的情况。128这里以一个在线音乐平台的会员激活功能为例，给出使用因果图法设计测试用例的具体过程。假设该功能要求用户输入的激活码首个字符为M或N且第二个字符为字母时，获得高级会员订阅；如果第一个字符不是M或N，则显示错误信息（激活码格式错误）；如果激活码第一个字符是M或N，但第二个字符不是字母，则获得标准会员订阅。1291. 识别输入和输出（“原因”和“结果”）原因有3个，c1（激活码第一个字符是M）、c2（激活码第一个字符是N）、c3（激活码第二个字符是字母）。结果有3个，e1

为显示错误信息（表示激活码格式错误）；e2为获得高级会员订阅；e3

为获得标准会员订