[ 黑盒测试方法 ] 因果图法

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2019-9-16

  因果图法是一种利用图解法分析输入条件的各种组合情况,写出判定表,从而设计测试用例的方法。 因果图法是一种适合于描述对于多种输入条件组合的测试方法,根据输入条件的组合、约束关系和输出条件的因果关系,分析输入条件的各种组合情况,从而设计测试用例的方法,它适合于检查程序输入条件涉及的各种组合情况。因果图法一般和判定表结合使用,通过映射同时发生相互影响的多个输入来确定判定条件。因果图法最终生成的就是判定表,它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。采用因果图法能帮助我们按照一定的步骤选择一组高效的测试用例,同时,还能指出程序规范中存在什么问题,鉴别和制作因果图。因果图法着重分析输入条件的各种组合,每种组合条件就是“因”,它必然有一个输出的结果,这就是“果”。

因果图法基本概念

  等价类划分法和边界值分析方法都是着重考虑输入条件,但没有考虑输入条件的各种组合、输入条件之间的相互制约关系。这样虽然各种输入条件可能出错的情况已经测试到了,但多个输入条件组合起来可能出错的情况却被忽视了。如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合,则可能的组合数目将是天文数字,因此必须考虑采用一种适合于描述多种条件的组合、相应产生多个动作的形式来进行测试用例的设计,这就需要利用因果图(逻辑模型)。

1、因果图介绍

(1)4种符号分别表示了规格说明中4种因果关系。

(2)因果图中使用了简单的逻辑符号,以直线联接左右结点。左结点表示输入状态(或称原因),右结点表示输出状态(或称结果)。 

(3)C1表示原因,通常置于图的左部;e1表示结果,通常在图的右部。C1和e1均可取值0或1,0表示某状态不出现,1表示某状态出现。 

2、因果图涉及的概念

(1)关系

  恒等:若c1是1,则e1也是1;否则e1为0。

  非:若c1是1,则e1是0;否则e1是1。

  或:若c1或c2或c3是1,则e1是1;否则e1为0。“或”可有任意个输入。

  与:若c1和c2都是1,则e1为1;否则e1为0。“与”也可有任意个输入。

(2)约束

输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系,称为约束。例如, 某些输入条件本身不可能同时出现。输出状态之间也往往存在约束。在因果图中,用特定的符号标明这些约束。

  输入条件的约束有以下4类:

  E约束(异):a和b中至多有一个可能为1,即a和b不能同时为1。

  I约束(或):a、b和c中至少有一个必须是1,即 a、b 和c不能同时为0。

  O约束(唯一);a和b必须有一个,且仅有1个为1。

  R约束(要求):a是1时,b必须是1,即不可能a是1时b是0。

  输出条件约束类型

  输出条件的约束只有M约束(强制):若结果a是1,则结果b强制为0。

因果图法设计测试用例的步骤

  利用因果图生成测试用例一般要经过以下几个步骤:

(1)分析软件规格说明描述中, 明确哪些是原因(即输入条件或输入条件的等价类)和哪些是结果(即输出条件),并给每个原因和结果赋予一个标识符。

(2)分析软件规格说明描述中的语义,找出原因与结果之间,,原因与原因之间对应的关系,根据这些关系,画出因果图。

(3)由于语法或环境限制, 有些原因与原因之间,原因与结果之间的组合情况不可能出现,为表明这些特殊情况, 在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。

(4)把因果图转换为判定表。

(5)把判定表的每一列拿出来作为测试依据,完成测试用例设计。

因果图法使用实例 

1、某软件规格说明书包含这样的要求:第一列字符必须是A或B,第二列字符必须是一个数字,在此情况下进行文件的修改,但如果第一列字符不正确,则给出信息L;如果第二列字符不是数字,则给出信息M。

(1)根据题意,原因和结果如下:

  原因:1 第一列字符是A、2 第一列字符是B、3 第二列字符是一数字。

  结果:21 修改文件、 22  给出信息L、 23给出信息M。

(2)根据步骤(1)中的原因和结果,画出因果图如下:

说明:11为中间节点;考虑到原因1和原因2不可能同时为1,因此在因果图上施加E约束。

(3)根据因果图建立判定表。

   表中8种情况的左面两列情况中,原因①和原因②同时为1,这是不可能出现的,故应排除这两种情况。表的最下一栏给出了6种情况的测试用例,这是我们所需要的数据。 

2、有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机软件测试用例的设计。其规格说明如下:若投入5角钱或1元钱的硬币,押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮,则相应的饮料就送出来。若售货机没有零钱找,则一个显示〖零钱找完〗的红灯亮,这时在投入1元硬币并押下按钮后,饮料不送出来而且1元硬币也退出来;若有零钱找,则显示〖零钱找完〗的红灯灭,在送出饮料的同时退还5角硬币。

(1)分析这一段说明,列出原因和结果

  原因: 1 售货机有零钱找、2 投入1元硬币、3 投入5角硬币、4 押下橙汁按钮 5、押下啤酒按钮 

  结果: 21 售货机〖零钱找完〗灯亮、 22 退还1元硬币23、退还5角硬币 24、送出橙汁饮料25、送出啤酒饮料

(2)画出因果图,如图所示。所有原因结点列在左边,所有结果结点列在右边。建立中间结点,表示处理的中间状态。中间结点:

  11、投入1元硬币且押下饮料按钮、12 押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮、13 应当找5角零钱并且售货机有零钱找、14 钱已付清

(3)转换成判定表。

(4)在判定表中,阴影部分表示因违反约束条件的不可能出现的情况,删去。第16列与第32列因什么动作也没做,也删去。最后可根据剩下的16列作为确定测试用例的依据。

参考资料

1、因果图法_百度百科

2、《黑盒测试用例设计方法》

作者:Beng Dou