任憲臻（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件工程系，北京 100018）

基于等價類劃分的黑盒測試用例設(shè)計(jì)

任憲臻
（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件工程系，北京 100018）

等價類劃分法是黑盒測試中常用的、典型的測試用例設(shè)計(jì)方法，它解決了如何選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)子集代表整個數(shù)據(jù)集的問題，有效控制了測試用例的數(shù)量，使測試數(shù)據(jù)從無限變成有限，避免了盲目、隨機(jī)選取數(shù)據(jù)帶來的不完整性，實(shí)現(xiàn)了合理的、更多的可能數(shù)據(jù)的覆蓋，讓軟件測試更加充分，從而可以發(fā)現(xiàn)更多的軟件缺陷。

黑盒測試 等價類劃分 測試用例

黑盒測試不考慮系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，主要針對軟件功能、界面進(jìn)行測試。理論上，黑盒測試只有采用窮舉輸入，才能發(fā)現(xiàn)軟件中所有潛在的缺陷。但是，實(shí)際測試情況有無窮多種，不可能對軟件進(jìn)行完全的測試，因此必須進(jìn)行有針對性的測試。測試用例可以指導(dǎo)測試的實(shí)施，保證有計(jì)劃、有組織地執(zhí)行軟件測試。黑盒測試用例的設(shè)計(jì)方法主要包括等價類劃分法、邊界值分析法等，其中等價類劃分法是最常用的、典型的黑盒測試用例設(shè)計(jì)方法。

1　等價類劃分法的內(nèi)涵

在軟件測試中，等價類是指所有可能的輸入數(shù)據(jù)的子集合，該子集合中的任意一個數(shù)據(jù)，對于發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤都是等效的。為了確保軟件具有更高的可靠性，不僅要測試所有合法的輸入，也要測試那些不合法但可能的輸入。合理的、有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合為有效等價類，其可以驗(yàn)證軟件產(chǎn)品是否滿足用戶規(guī)定的需求；而那些不合理的、無意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合則為無效等價類，利用其可以找出軟件產(chǎn)品中與需求規(guī)格不相符合或與之矛盾的地方。

因此，等價類劃分法的基本思想就是把所有可能的輸入數(shù)據(jù)合理劃分成若干等價類，然后從每一個等價類中選取代表數(shù)據(jù)，這樣就可以用少量代表性的測試數(shù)據(jù)取得較好的測試結(jié)果。劃分等價類時要同時考慮有效與無效等價類，這樣才能保證測試用例的完整性與代表性。

表1-1　等價類表

表1-2　某評分系統(tǒng)的等價類表

表1-3　某評分系統(tǒng)的等價類測試用例

2　等價類劃分的原則

等價類劃分以軟件需求規(guī)格說明書為基礎(chǔ)，常用的幾條劃分原則如下。

（1）若輸入條件規(guī)定了取值范圍，則可確定取值范圍內(nèi)為有效等價類，取值范圍外為無效等價類。

（2）若輸入條件規(guī)定了次數(shù)范圍，則可確定次數(shù)范圍內(nèi)為有效等價類，次數(shù)范圍外為無效等價類。

（3）若輸入條件規(guī)定了輸入的一組值，且要求對每個值都要分別進(jìn)行處理，則可確定每個值為一個有效等價類、其他不允許的值的集合為無效等價類。

（4）若輸入條件規(guī)定了必須遵守的規(guī)則，則可確定符合規(guī)則的為有效等價類，違反規(guī)則的為無效等價類。在確定無效等價類時，可以把必須符合的規(guī)則拆分為具有單一意義的子規(guī)則，然后從不同角度違反子規(guī)則得到無效等價類。

3　等價類劃分法設(shè)計(jì)測試用例

應(yīng)用等價類劃分法設(shè)計(jì)測試用例時，一般按照以下3個步驟進(jìn)行。

（1）劃分等價類。分析軟件需求規(guī)格說明書，結(jié)合等價類劃分原則，劃分有效等價類、無效等價類。

（2）建立等價類表。列出所有劃分的等價類，并為每個等價類規(guī)定一個唯一編號，建立如表1-1所示的等價類表。

（3）設(shè)計(jì)測試用例。設(shè)計(jì)測試用例時，應(yīng)該遵循以下原則。

①用最少的測試用例覆蓋所有的有效等價類。

②為每一個無效等價類設(shè)計(jì)一個測試用例。

4　等價類劃分法應(yīng)用實(shí)例

某評分系統(tǒng)根據(jù)輸入的分?jǐn)?shù)評定等級，［90，100］內(nèi)為A，［80，89］內(nèi)為B，［70，79］內(nèi)為C，［60，69］內(nèi)為D，60分以下為E。要求輸入的分?jǐn)?shù)必須是［0，100］之間的正整數(shù)。請應(yīng)用等價類劃分法設(shè)計(jì)測試用例。首先，劃分等價類并建立等價類表，如表1-2所示。然后，根據(jù)等價類表設(shè)計(jì)測試用例，如表1-3所示。

5　等價類劃分法總結(jié)

等價類劃分法僅僅考慮了單個數(shù)據(jù)域的各種情況，沒有充分考慮輸入數(shù)據(jù)的各種組合情況，因此它僅適用于輸入條件無制約關(guān)系的測試，若要檢查程序輸入條件的各種組合情況，需要結(jié)合其他測試用例設(shè)計(jì)方法。

［1］朱少民.全程軟件測試（第2版）［M］.電子工業(yè)出版社，2014.

［2］浦云明，陳黎震.基于劃分的等價類測試［J］.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2009.

［3］范明紅，浦云明，汪志華.等價類測試與劃分研究［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2009.

任憲臻（1977-），女，碩士研究生，北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件應(yīng)用開發(fā)、軟件測試。