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技术分享 | 黑盒测试方法论—因果图

  • 2022 年 9 月 27 日
    北京
  • 本文字数:1979 字

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因果图法是一种利用图解法分析输入与输出的各种组合情况,从而设计测试用例的方法,它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。

因果图法比较适合输入条件比较多的情况,可以测试所有的输入条件的排列组合。因果图的 “ 因 ” 就是输入条件,因果图的 “ 果 ” 就是输出结果。

因果图适用场景

等价类划分法和边界值分析法都是着重考虑输入条件,但没有考虑输入条件的组合以及制约关系。如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合,那组合的数目可能是天文数字,所以必须考虑采用一种合适的方法对条件组合进行分析,简化。最终目的是用最少的测试用例覆盖最全面的场景。

因果图中的基本符号

因果图中的基本符号有四种,分别是恒等 (—) 、非 (~) 、与 (V) 、或(^)。

  • 恒等:原因和结果都只能取 2 个值,1 代表条件成立,0 代表条件不成立。恒等相当于原因成立,则结果出现;若原因不成立,则结果也不出现。恒等关系“—”来表示。

  • 非:原因和结果相反。若原因成立,则结果不出现;若原因不成立,则结果出现。非的关系用 “ ~ ” 表示。

  • 或:有多个原因。若几个原因中有一个成立,则结果出现;若几个原因都不成立,则结果不出现。或的关系用 “ ^ ” 来表示。

  • 与:有多个原因。只有几个原因都成立,结果才或出现;若其中一个原因不成立,则结果不出现。与的关系用 “ V ” 来表示。

因果图中的约束条件

因果图中除了 4 种基本关系之外还会有一些约束条件。从原因考虑有 4 种约束:互斥、包含、唯一、要求。从结果考虑有 1 种约束:屏蔽。

  • 互斥 E:a、b、c 只能有一个成立,但是可以都不成立。

  • 包含 I:a、b、c 中至少有一个成立。可以多选但不能不选。

  • 唯一 O:a、b、c 有且仅有一个为 1。也就是说多个原因中有且只有一个成立。

  • 要求 R:如果 a 成立,则要求 b 必须也成立,其他的不做约束。一个出现,另一个也一定出现

  • 强制屏蔽 M:对于结果的约束。当 a = 1 时,要求 b 必须为 0,其他的不约束。a 不成立时,b 的值不一定。


    唯一和互斥的区别是:唯一必须选一个;互斥可以不选,如果选只能选一个,几个原因中有且只有一个成立。

因果图法基本步骤

1.找出所有的原因,原因即输入条件或输入条件的等价类。2.找出所有的结果,结果即输出条件。3.明确所有输入条件之间的制约关系以及组合关系,判断条件是否可以组合。4.明确所有输出条件之间的制约关系以及组合关系,判断结果是否可以同时输出。5.找出不同输入条件组合会产生哪些输出结果。6.将因果图转换成判定表或决策树。7.判定表或决策表中每一列表示的情况设计测试用例。

实例

需求解释

交通一卡通自动充值软件系统。系统只接收 50 或 100 元纸币,一次只能使用一张纸币,一次的充值金额只能为 50 或 100 元。明确输入的条件为:1.选择投币 50 元 2.选择投币 100 元 3.选择充值 50 元 4.选择充值 100 元明确输出的结果为:

  • a. 完成充值、退卡

  • b. 提示充值成功

  • c. 找零

  • d. 提示错误

分析输入条件

1、不能组合的条件 * 条件 1 和 2 不能同时成立;* 条件 3 和 4 不能同时成立。2、可以组合的条件 * 条件 1 和 3 可以同时成立;* 条件 1 和 4 可以同时成立;* 条件 2 和 3 可以同时成立;* 条件 2 和 4 可以同时成立;* 条件 1 2 3 4 可以单独出现。

分析输出条件

1、不能组合的输出结果(互斥关系) * 输入 a 和 d 不能同时出现;* 输出 b 和 d 不能同时出现。2、可以组合的输出结果(要求) * 输出 a 和 b 一定会同时出现(要求);* 输出 a、b、c 可以同时出现;* 输出 c、d 可以同时出现;* 输出 d 单独存在。

分析输入和输出的对应关系

条件 1、3 组合 – 输出 a、b 组合投入 50 ,充值 50 – 完成充值、退卡用图表示:

由图转化为表格:

条件 1、4 组合 – 输出 c、d 组合

投 50,充值 100 – 退钱、提示错误

用图表示:

由图转化为表格:

条件 2、3 组合 – 输出 a、b、c 组合

投 100 ,充值 50 – 充值成功、退卡、找零

用图表示:

由图转化为表格:

条件 2、4 组合 – 输出 a、b 组合

投 100、充值 100 – 完成充值、退卡

由图表示:

由图转化为表格:

条件 1 单独出现 – 输出 c、d 组合

只投入 50 – 充值失败提示错误、退款

由图表示:

由图转化为表格:

条件 2 单独出现 – 输出 c、d 组合

只投入 50 – 充值失败提示错误、退款

由图表示:

由图转化为表格:

条件 3 单独出现 – 输出 d

只投入 50 – 充值失败提示错误

由图表示:

由图转化为表格:

条件 4 单独出现 – 输出 d

只投入 50 – 充值失败提示错误

由图表示:

由图转化为表格:

最后的表格就是一个判定表,再把判定表转化为测试用例。

转化为测试用例

按照判定表,最终转化出的测试用例如下表所示:

严格的按照判定表,转化出的测试用例,很大程度上避免了在写测试用例的时候遗漏某些测试点的情况。所以大家不仅要学会,也要会用因果图法,让我们的测试工作质量有保障


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