測試用例的設(shè)計(jì)是測試實(shí)現(xiàn)階段的核心工作，也是指導(dǎo)如何執(zhí)行測試的基礎(chǔ)。

測試用例（Test Case）是為某個(gè)特殊目標(biāo)而編制的一組測試輸入、執(zhí)行條件以及預(yù)期結(jié)果，以便測試某個(gè)程序路徑或核實(shí)是否滿足某個(gè)特定需求。（百度百科解釋）

本文以黑盒測試為例，講述下常見的用例設(shè)計(jì)方法
等價(jià)類劃分、邊界值分析、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法、錯(cuò)誤推測法、異常分析法、場景分析法

一、等價(jià)類劃分

等價(jià)類劃分是一種典型的黑盒測試方法，使用這一方法時(shí)，完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只依據(jù)程序的規(guī)格說明來設(shè)計(jì)測試用例。
它把所有可能的輸入數(shù)據(jù)，即程序的輸入域劃分成若干部分，然后從每一部分中選取少數(shù)有代表性的數(shù)據(jù)做為測試用例，這樣可以避免窮舉產(chǎn)生的大量用例。

在使用等價(jià)類劃分方法設(shè)計(jì)測試用例時(shí)，不但要考慮有效等價(jià)類劃分，同時(shí)也要考慮無效等價(jià)類劃分：

• 有效等價(jià)類
  指滿足產(chǎn)品規(guī)格說明的輸入數(shù)據(jù)，即有效的、有意義的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合，可以檢驗(yàn)程序是否滿足規(guī)格說明所規(guī)定的功能和性能。
• 無效等價(jià)類
  不滿足程序輸入要求或者無效的輸入數(shù)據(jù)所構(gòu)成的集合，可以測試程序的容錯(cuò)性（對(duì)異常情況的處理）

1.1 劃分等價(jià)類的規(guī)則

1、在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下，則可以確立一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。

如：輸入值是學(xué)生成績，范圍是0~100
有效等價(jià)類：0<=成績<=100
無效等價(jià)類: 成績<0 和 成績>100

2、在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了”必須如何”的條件情況下，可確立一個(gè)有效等價(jià)類和多個(gè)無效等價(jià)類

如網(wǎng)站登錄密碼必須由6位數(shù)字構(gòu)成
有效等價(jià)類：6位數(shù)字
無效等價(jià)類：位數(shù)>6，位數(shù)<6，全角數(shù)字，字母、特殊字符等......

3、在輸入條件是一個(gè)布爾量的情況下，可確定一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類

 有效等價(jià)類：真（true）
 無效等價(jià)類：假（false）

4、在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定n個(gè)），并且程序要對(duì)每一個(gè)輸入值分別處理的情況下，可確立n個(gè)有效等價(jià)類和1個(gè)無效等價(jià)類。

1）輸入條件說明 學(xué)歷可為：?？?、本科、碩士、博士
有效等價(jià)類：?？?、本科、碩士、博士
無效等價(jià)類：四種學(xué)歷之外的任何學(xué)歷

2）輸入條件為我國的直轄市
有效等價(jià)類：北京、上海、天津、重慶
無效等價(jià)類：非直轄市的省、自治區(qū)等

5、在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，可以劃分一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類。

如一個(gè)學(xué)生一個(gè)學(xué)期只能選修1-3門課
有效等價(jià)類：選修1-3門課
無效等價(jià)類：1門課都不選，選課超過3門

6、在確知已劃分的等價(jià)類中，各元素在程序處理中的方式不同的情況下，則應(yīng)再將該等價(jià)類進(jìn)一步的劃分為更小的等價(jià)類。

 如：姓名文本框 允許輸入10個(gè)vachar
 應(yīng)分別測試輸入10個(gè)英文字符（分大小寫）、10個(gè)中文字符、10個(gè)全數(shù)字字符、10個(gè)混合字符等。

1.2 等價(jià)類劃分方法的使用步驟

1）數(shù)據(jù)分類，分出有效等價(jià)類和無效等價(jià)類
2）針對(duì)有效等價(jià)類，進(jìn)一步進(jìn)行分割，直到不能劃分為止，形成等價(jià)類表，為每一等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號(hào)
3）就每一個(gè)具體的等價(jià)類，設(shè)計(jì)一個(gè)test case，直到所有有效等價(jià)類均被test case覆蓋
4）對(duì)無效等價(jià)類進(jìn)行相同的處理

1.3 等價(jià)類劃分的測試運(yùn)用

1、檔案管理系統(tǒng)

設(shè)有一個(gè)檔案管理系統(tǒng)，要求用戶輸入以年月表示的日期。假設(shè)日期限定在1990年1月~2049年12月，并規(guī)定日期由6位數(shù)字字符組成，前4位表示年，后2位表示月。

現(xiàn)用等價(jià)類劃分法設(shè)計(jì)測試用例，來測試程序的"日期檢查功能"。

2、系統(tǒng)注冊(cè)功能
假設(shè)有一個(gè)系統(tǒng)，注冊(cè)時(shí)用戶名要求由字母開頭，后跟字母或數(shù)字的任意組合構(gòu)成，有效字符不超過6個(gè)。

• 有效等價(jià)類：一對(duì)多原則

有效等價(jià)類.png

• 無效等價(jià)類（根據(jù)測試時(shí)間、使用對(duì)象來定，同時(shí)也要考慮成本）：一對(duì)一原則
  1）由數(shù)字開頭構(gòu)成的字符串集合，如2345
  2）字母開頭構(gòu)成的字符串，含特殊字符，如re！@#
  3）字母開頭構(gòu)成的字符串，且長度>6，如carinazyp、carina123
  4）空字符串
  5）.......

二、邊界值分析法

邊界值分析法就是對(duì)輸入或輸出的的邊界值進(jìn)行測試的一種黑盒測試方法。邊界的條件通常落在等價(jià)類的邊界上、邊界外、邊界內(nèi)，邊界值分析法是對(duì)等價(jià)類劃分的一個(gè)補(bǔ)充，在測試中，會(huì)將這兩種方法結(jié)合起來共同使用。

在大量的測試工作經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出，大量的錯(cuò)誤是發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上，而不是在輸入范圍內(nèi)部。因此針對(duì)各種邊界情況設(shè)計(jì)測試用例，可以查出更多的錯(cuò)誤。

2.1 與等價(jià)類劃分的區(qū)別
邊界值分析不是從某等價(jià)類中隨便挑一個(gè)作為代表，而是使這個(gè)等價(jià)類的每個(gè)邊界值都要作為測試條件。
邊界值分析不僅考慮輸入條件，還要考慮輸出空間產(chǎn)生的測試情況。

如一個(gè)文本框類型是Vachar(X)，當(dāng)輸入邊界值長度超過X時(shí)，提交后列表頁面顯示被撐破了
圖中每個(gè)文本框長度是固定的，當(dāng)某些圖片的名稱命名過長時(shí)，圖片名稱已和其余圖片名稱重疊顯示了，同時(shí)也影響到了第二行圖片的顯示（不是從第一列開始顯示了）。

Paste_Image.png

2.2 一些特殊的例子

 1）輸入域的默認(rèn)值、空值、空格
 2）報(bào)表的第一行、最后一行、第一列、最后一列   
 3）循環(huán)的開始（第一次）和最后一次
 4）屏幕上光標(biāo)移到最右邊、最下面等
 5）16-bit 整數(shù)的32767、-32768

2.3 邊界值分析法的測試運(yùn)用

案例一：
某程序的規(guī)格說明中規(guī)定：“重量在10公斤至50公斤范圍內(nèi)的郵件，其郵費(fèi)計(jì)算公式為……”。
測試用例：可取10、50，10.01，49.99，9.99及50.01等；

案例二：
某程序的規(guī)格說明要求計(jì)算出“每月保險(xiǎn)金扣除額為0至1165.25元”
測試用例：可取0.00及1165.24、還要取 -0.01及1165.26等

案例三：
某程序?qū)儆谇閳?bào)檢索系統(tǒng)，要求每次“最少顯示1條、最多顯示4條情報(bào)摘要”
測試用例：包括1和4，還應(yīng)包括0和5等

邊界值分析是測試設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的部分，但是對(duì)黑盒測試人員來講有時(shí)候邊界并不是那么明顯。這些不明顯的邊界被稱作隱藏的邊界。具體請(qǐng)查看隱藏的邊界的例子

三、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

在實(shí)際的系統(tǒng)測試過程中，輸入條件的因素有很多，而且每個(gè)因素也不能簡單用“是”和“否”表示，如下是我司訂單管理系統(tǒng)的搜索頁面，條件有很多個(gè)，如果組合測試case會(huì)變得很多，導(dǎo)致很大的工作量。

訂單搜索.png

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)具備了“均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)，是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行測試用例編寫，可有效減少測試用例個(gè)數(shù)，合理的減少測試的工時(shí)與費(fèi)用。

3.1 常用術(shù)語
1）因子：在一項(xiàng)測試中，凡欲考察的變量稱為因子，即影響測試結(jié)果的條件因素
2）水平：在測試范圍內(nèi)，因子被考察的值，即各個(gè)因子的取值

3.2 正交表的表示形式

正交表是一種特制的表格，具有兩條性質(zhì)：
(1)每一列中各數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)都一樣多。
(2)任何兩列所構(gòu)成的各有序數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)都一樣多

• 等水平的正交表，一般用 L_n(m^k)表示

L代表是正交表
n代表測試用例數(shù)或正交表的行數(shù)，n=k*(m-1)+1
k代表最多可安排影響指標(biāo)因素的個(gè)數(shù)或正交表的列數(shù)
m表示每個(gè)因子水平數(shù)

L₈（2⁷）圖解.png

-非等水平的正交表（各列的取值不相等），一般用 L_n(m^kp^q)表示
如 L₈（4X2⁴），可以理解為 L₈（4¹2⁴），表示 5列中，有1列為4水平，4列為2水平。

行數(shù) n=k*(m-1)+q*(p-1)+1

3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的步驟
1）確定因子數(shù)（變量列數(shù)）
2）確定每個(gè)因子各有哪幾個(gè)水平（變量的取值）
3）選擇合適的正交表
4）把變量的值映射到表中
5）把每一行各因子的水平組合做為一個(gè)測試用例
6）刪除無效的組合
7）考慮特殊情況，補(bǔ)充上表上沒有的，但有價(jià)值的其它測試用例
（實(shí)際情況中可能使用頻率比較高）

3.4 正交表的選定
例如要考察 5個(gè)3水平因子及1個(gè)2水平因子，則起碼的試驗(yàn)次數(shù)為5×(3-1)+1×(2-1)+1＝12（次）
這就是說，要在行數(shù)不小于12，既有2水平列又有3水平列的正交表中選擇，發(fā)現(xiàn)L₁₈(2¹×3⁷)適合。

綜上所述，選擇正交表時(shí)考慮以下幾點(diǎn)：
1）考慮因子（變量）的個(gè)數(shù)
2）考慮因子水平（變量取值）的個(gè)數(shù)
3）考慮正交表的行數(shù)
4）當(dāng)有2個(gè)或以上正交表可以被選擇時(shí)，需選擇行數(shù)最小的正交表。

備注：將值賦值到表中需要滿足以下2個(gè)條件
1）任一列，各水平都出現(xiàn)，且出現(xiàn)的次數(shù)相等
2）任兩列之間各種水平的所有可能組合都出現(xiàn)，且對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等

3.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的測試運(yùn)用

案例一（因子水平值相同）
某所大學(xué)通信系共2個(gè)班級(jí)，剛考完某一門課程，想通過“性別”、“班級(jí)”和“成績”這三個(gè)查詢條件對(duì)通信系這門課程的成績分布，男女比例或班級(jí)比例進(jìn)行人員查詢：

根據(jù)  “性別”=“男，女”  進(jìn)行查詢
根據(jù)  “班級(jí)”=“1班，2班”  進(jìn)行查詢
根據(jù)  “成績”=“及格，不及格”  進(jìn)行查詢

按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)——全部測試，分析上述測試需求，有3個(gè)被測元素，被測元素我們稱為因子，每個(gè)因子有兩個(gè)取值，我們稱之為水平值，所以全部測試用例個(gè)數(shù)是2X2X2=8，參見下表

利用正交表設(shè)計(jì)測試用例，我們得到的測試用例個(gè)數(shù)是n=3*(2-1)+1=4，對(duì)于三因素兩水平的剛好有L4(23)的正交表可以套用，如下：

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案例二
因子的水平值一樣，但沒有完全一樣的正交表時(shí)，該如何選擇？
生產(chǎn)化工產(chǎn)品，需要提高收率（產(chǎn)品的實(shí)際產(chǎn)量與理論上投入的最大產(chǎn)量之比），認(rèn)為反應(yīng)溫度的高低、加堿量的多少、催化劑種類等多種因素，都是造成收率不穩(wěn)的主要原因。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，選擇溫度的三個(gè)水平：80℃、85℃、90℃；加堿量的三個(gè)水平：35、48、55（kg）；催化劑的三個(gè)水平：甲、乙、丙三種。
根據(jù)分析，水平和因子都為3，沒有對(duì)應(yīng)的正交表
選取正交表時(shí)需滿足以下3個(gè)條件：
1）表中的因子數(shù)>=3
2）表中至少有3個(gè)因子的水平數(shù)>=3
3）行數(shù)取最少的一個(gè)
此時(shí)我們選擇最近的 L₉(3⁴)，把最后一列去掉
行數(shù) =4*(3-1)+1=9，即為9個(gè)case
如果做全面測試，則需3×3×3=27次
從這點(diǎn)可以說明用正交試驗(yàn)法能有效地、合理地減少測試用例和工時(shí)，節(jié)約測試成本。

沒有完全一樣的正交表.png

案例三
因子的水平值不相等
如下截取了我目前正在測的項(xiàng)目中某個(gè)頁面的搜索情況
忽略不重要的因子“時(shí)間類型”，剩下7個(gè)因子，其中6個(gè)因子為2水平（填與不填），狀態(tài)為4水平，按照規(guī)則選取正交表時(shí)需要滿足3個(gè)條件，發(fā)現(xiàn) L₁₆(4X2¹²) 和 L₁₆(4²X2⁹) 均適用，因行數(shù)也都是16行，所以選擇列數(shù)少的。

搜索

表格中1代表填，0代表不填

轉(zhuǎn)化結(jié)果圖.png

溫馨提示：實(shí)際測試過程中可以借助allpairs工具來自動(dòng)生成正交表
工具下載：http://www.satisfice.com/tools/pairs.zip
步驟如下：
1）將因子和水平寫入Excel文件中
2）將文件另存為“制表符分隔”的文本文件
3）將文件移到工具所在的目錄下（若第二步直接到工具目錄下第三步可忽略）
4）運(yùn)行cmd程序，進(jìn)入工具所在目錄
輸入命令：allpairs.exe 文件名.txt > 輸出文件名.txt

allpairs工具生成正交表.png

四、錯(cuò)誤推測法

錯(cuò)誤推測法是根據(jù)以往的測試經(jīng)驗(yàn)和對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部知識(shí)的了解，列出系統(tǒng)中各種可能存在的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況，并設(shè)計(jì)出test case，但是該方法只能作為測試設(shè)計(jì)的補(bǔ)充，而不能單獨(dú)用來設(shè)計(jì)測試用例，不然可能會(huì)導(dǎo)致測試覆蓋面不全。

另外，錯(cuò)誤推測并不是瞎猜，不是沒有根據(jù)和目的的猜測，它需要了解系統(tǒng)薄弱的地方和開發(fā)人員的盲點(diǎn)，也可以根據(jù)以往的缺陷分析報(bào)告來分析系統(tǒng)最容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，作為推測的依據(jù)。

案例一：聊天窗口功能
1）輸入特殊字符（全角、半角）后，窗口是否能夠正常顯示
2）輸入空格，是否能夠過濾，是否會(huì)計(jì)算長度
3）輸入html字符
4）輸入腳本語言函數(shù)
5）在需要密碼驗(yàn)證，或者需要二次輸入確認(rèn)的地方，通過復(fù)制粘貼第一次的輸入內(nèi)容是否能夠通過

案例二：查詢功能
1）無條件查詢
2）是否支持模糊查詢
3）查詢的關(guān)鍵字之間是否可用連接字符
4）輸入正確的查詢條件前加上空格，看是否能正確查出相應(yīng)的數(shù)據(jù)

案例三：登錄功能
1）輸入的數(shù)據(jù)前存在空格，是否能夠正常登錄
2）輸入的密碼是否能夠加密顯示
3）用戶在注銷之后是否再登錄成功
4）登錄失敗后，不能記錄密碼的功能
5）輸入密碼的時(shí)候，大寫鍵盤開啟的時(shí)候系統(tǒng)是否有提示信息
...等等

五、異常分析法

異常分析法是針對(duì)系統(tǒng)有可能存在的異常操作、軟硬件缺陷引起的故障進(jìn)行分析，以此設(shè)計(jì)test case，驗(yàn)證系統(tǒng)的容錯(cuò)能力，以及當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)故障恢復(fù)的能力。

測試人員可以人為的制造一些異常情況（如安裝程序時(shí)斷電、服務(wù)器斷網(wǎng)、數(shù)據(jù)損壞等），來驗(yàn)證系統(tǒng)的處理情況。

六、場景分析法

現(xiàn)在的軟件幾乎都是用事件觸發(fā)來控制流程的，事件觸發(fā)時(shí)的情景便形成了場景，而同一事件不同的觸發(fā)順序和處理結(jié)果就形成事件流。這種在軟件設(shè)計(jì)方面的思想也可引入到軟件測試中，可以比較生動(dòng)地描繪出事件觸發(fā)時(shí)的情景，有利于測試設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)測試用例，同時(shí)使測試用例更容易理解和執(zhí)行（由此會(huì)產(chǎn)生很多組場景）。

需要注意的是場景設(shè)計(jì)方法不是單獨(dú)存在的，具體到每個(gè)測試項(xiàng)目里都會(huì)用到多種方法，每種類型的軟件有各自的特點(diǎn)，每種測試用例設(shè)計(jì)的方法也有各自的特點(diǎn)，針對(duì)不同軟件如何利用這些黑盒方法是非常重要的，在實(shí)際測試中，往往是綜合使用各種方法才能有效提高測試效率和測試覆蓋度，這就需要認(rèn)真掌握這些方法的原理，積累更多的測試經(jīng)驗(yàn)，以有效提高測試水平。

設(shè)計(jì)方法步驟
1）畫業(yè)務(wù)流程圖
2）設(shè)置功能路徑優(yōu)先級(jí)（根據(jù)2個(gè)原則：使用的頻率、重要程度）
3）確定測試路徑
4）選取測試數(shù)據(jù)
5）構(gòu)造測試用例

如網(wǎng)站測試按照?qǐng)鼍傲鞒炭紤]可分為：
基本流、分支流、異常流、驗(yàn)證流等劃分方式

網(wǎng)站測試場景.png