黑盒测试方法—等价类划分法

等价划分法是一种不需要考虑程序的内部结构，只需要考虑程序输入数据的黑盒测试方法，它将不能穷举的测试过程进行合理分类，从而保证设计出来的测试用例具有完整性和代表性。

需要把用户所有可能输入的数据划分成若干份（若干个子集），然后从每一个子集中选取少数并且具有代表性的数据作为测试用例的数据，这种方法被称为等价类划分法。

在有限的测试资源的情况下，用少量且有代表性的数据进行测试会得到比较好的测试效果。

1.等价类划分

等价类划分的基本思想是首先把可能用到的数据划分为不同的类别，然后再从每一类别里面挑选有代表性的数据用以数据。这样挑选出来的数据就可以代表这一类里面的全部数据。通过这种方式，可以减少测试用例的数量。

2.等价类分类

根据不同类别划分出来的范围中，又可以分为一下两种情况。

（1）有效等价类：指符合范围文档描述，输入合理的数据集合。

（2）无效等价类：指不符合需求文档描述，输入不合理的数据集合。

所以等价类可以等同于有效等价类和无效等价类的组合

用户的软件不仅要能够接受合理的数据输入，对输入不合理的数据也需要做出正确的响应，因此在对系统设计用例时，两种等价类都需要考虑，这样的测试才能确保软件具有更高的可靠性。

所有的有效等价类和无效等价类所用的数据合起来，就是整个的测试数据。

3.等价类划分原则

通常按照以下原则划分等价类。

（1）如果规定输入的取值范围或个数，则划分一个有效等价类和两个无效等价类。例如，注册用户名的长度限制为 6~18 个字符，6~18 个字符是有效等价类，小于 6 个字符和大于 18 个字符则是两个无效等价类。

（2）如果规定了输入的集合或规则必须要遵循的条件，则划分一个有效等价类和一个无效等价类。例如，注册用户名的格式要求必须以字母开头，以字母开头是有效等价类，非字母开头是无效等价类。

（3）如果输入条件是一个布尔值，则划分为一个有效等价类和一个无效等价类。例如，在注册用户时需要遵循协议或条款是否接受时，“接受”是有效等价类，“不接受”则是无效等价类。

（4）如果输入条件是一组数据（枚举值），并且程序对每一个输入的值做不同的处理，则划分若干个有效等价类和一个无效等价类。例如，网游中充值 VIP 等级（3 个等级），对每个 VIP 的等级优惠不同，VIP1、VIP2、VIP3 不同等级是 3 个有效等价类，不是 VIP 用户则是无效等价类。

（5）如果输入条件规定了必须要遵循某些规则，则划分为一个有效等价类和若干个无效等价类（无效等价类需要从不同的角度去违反规则）。例如，密码设置要求首位必须是大写字母的首字母大写是有效等价类。

（6）不是所有的等价类都是无效等价类。例如，性别的选择只有男或女两种。

4.等价类设计步骤

（1）先划分等价类：找出所有可能的分类。

（2）确定有效等价类：需求文档中提出的条件。

（3）确定无效等价类：与条件相反的情况，再找到特殊情况（中文、英文、符号、空格、空等）。

（4）从各个分类中挑选测试用例数据。

划分等价类要点：文本框要求输入数据的长度、类型、组成规则、是否为空、是否重复、区分大小写、是否去除空格。

5.实例

等价类设计步骤的前 3 个步骤，可以通过等价类表这种方式来辅助进行分析。

例：还是以计算器为例，这一次的计算范围是 1~100 中的两个整数之和。

（1）创建等价类表

在确立了等价类之后，可按表 1-2 所示的内容列出所有划分出的等价类。

等价类表可以帮助分析和划分等价类，这是一个辅助工具，初学者可以借助这种方式快速地编写测试用例。

设计测试用例的时候需要注意，应该按照以下原则来覆盖不同的等价类。

1）设计新的测试数据，尽可能多覆盖尚未被覆盖的有效等价类，重复这一步骤，知道将所有的有效等价类都覆盖完为止。

2）设计新的测试数据，只覆盖一个无效等价类，重复这一步，直到将所有的无效等价类都覆盖完为止。

（2）设计测试用例

我们先编写一个很简单的测试用例，只包含最关键的一些信息，如测试用例编号、所属的等价类，两个输入框中的测试数据，还有预期结果。

因为在这个加法的例子中，想要得到最终计算结果需要在两个输入框中都输入数据，所以这个已经涉及了多个元素，就需要输入两个值。

在涉及多个元素的情况下，要采用控制变量法，如果要覆盖无效等价类，设计测试用例的时候，当前元素覆盖无效等价类的同时测试用例中涉及的其他元素要保持有效，如表 1-3 所示。

表格中 每一条测试用例都遵循了控制变量法（只验证一个输入框中的无效等价类），这样可以排除更多不确定因素和干扰因素。

（3）等价类总结

等价类划分法非常简单，也很容易理解，是在设计测试用例中使用最广泛的一种方法。

它的优点是考虑了单个输入域、所有可能的取值情况，避免了在设计测试用例时盲目或随机选取输入测试不完整或不稳定的数据。

最大的缺点是产生的测试用例比较多，而且在设计时，可能会产生一些无效的测试用例，也没有对特殊点进行考虑，所以在设计测试用例时需要结合其他的方法进行完善。

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