黑盒测试

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什么是黑盒测试

  黑盒测试又称为功能测试、数据驱动测试或基于需求规格说明的测试,是一种常用的测试方法。黑盒测试是已知产品的功能设计规格,通过测试来检测每个功能是否都能符合要求。在测试中,把程序看作一个不能打开的黑盒子,在完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下,在程序接口进行测试,它只检查程序功能是否按照需求规格说明书的规定正常使用,而不考虑实现功能的方法、途径,程序是否能适当地接收输人数据而产生正确的输出信息。黑盒测试着眼于程序外部结构,不考虑内部逻辑结构。主要针对软件界面和软件功能进行测试。[1]

黑盒测试的功能[1]

  黑盒测试法主要用于测试软件的功能需求,通过测试可以发现下列错误:

  是否有不正确或遗漏的功能:在接口上。输入是否能正确的接受:能否输出正确的结果;是否有数据结构错误或外部信息(例如数据文件)访问错误:性能上是否能够满足要求;是否有初始化或终止性错误。

黑盒测试的方法[2]

  目前常用的比较成熟的黑盒测试的方法主要有:等价类划分法边界值分析法因果图法和错误推测法。下面对这几种方法加以介绍并指出其优缺点。

  (一)等价类划分法

  等价类划分法是一种典型的、重要的黑盒测试方法,它将程序所有可能的输入数据划分为若干个等价类。然后从每个部分中选取具有代表性的数据当做测试用例。测试用例由有效等价类和无效等价类的代表数据组成,从而保证测试用例具有完整性和代表性。

  使用该方法设计测试用例主要有两个步骤:(1)确定等价类;(2)生成测试用例。

  1.确定等价类

  等价类是指被测软件的一个输入数据的集合,该集合中的任一元素对于揭露被测程序中的错误而言是等价的,即若该集合中的一个元素测试程序发现不了某类功能上明显的错误,那么其它元素测试该程序也发现不了这种错误。

  确定等价类是将每一个输入条件划分为有效等价类和无效等价类。

  有效等价类指程序规格说明书中规定的、合理的、有意义的输入数据。通过测试有效等价类中的数据可以测试被测软件是否实现了规格说明书中预先规定的功能和性能。无效等价类是有效等价类的补集,指软件规格说明书中没有规定的、没有意义的、不合理的输入数据集合。

  2.生成测试用例

  ①为每一个等价类设置一个唯一的编号。

  ②设计新的测试用例,尽可能多地覆盖那些尚未被覆盖的有效等价类,直到所有的有效等价类都被测试用例所覆盖(包含进去)。

  ③设计新的测试用例,覆盖一个仅一个尚未被覆盖的无效等价类,直到所有的无效等价类都被测试用例所覆盖。

  (二)边界值分析法

  边界值分析法是对程序输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。实际的测试工作证明,考虑了边界条件的测试用例比那些没有考虑边界条件的测试用例具有更高的测试回报率。这里所说的边界条件,是指输入和输入等价类中那些恰好处于边界、或超过边界、或在边界以下的状态。

  利用边界值分析法设计测试用例的原则

  1.如果输入条件规定了值的范围,那么应针对范围的边界设计有效的等价类测试用例,针对刚刚越界的情况设计无效等价类输入测试用例。

  2.如果输入条件规定了输入值的数量(包括个数的多少,时间的长短),则应对该数量的最大值、最小值及比最大值小一、最小值大一的情况分别设计有效的输入测试用例。

  3.如果程序中使用了一个内部数据结构,则应该内部数据机构的边界值设计测试用例。

  4.如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合,则应该取集合的第一个元素和最后一个元素设计测试用例。

  (三)因果图法

  因果图法也是较常用的一种黑盒测试方法,是一种简化了的逻辑图。因果图能直观地表明输入条件和输出动作之间的因果关系,能帮助测试人员把注意力集中到与程序功能有关的输入组合上。

  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的各种组合情况。

  利用因果图法设计测试用例的步骤

  1.将规格说明分解为可执行的片段。该步骤必不可少,因为因果图不善于处理较大的规格说明。

  2.分析并确定可执行片段中哪些是原因,哪些是结果。原因是指输入条件或者输入条件的等价类,而结果指输出条件。

  3.为每一个原因和结果赋予唯一的标号,并根据规格说明书中的描述,画出因果图。

  4.通过仔细地跟踪图中的状态变化情况,将因果图转换成一个有限项的判定表。表中的每一列代表一个测试用例。

  (四)错误推测法

  错误推测法是基于以往的经验和直觉,参照以往的软件系统出现的错误,推测当前被测程序中可能存在的缺陷和错误,有针对性地设计测试用例。

  用错误推测法设计测试用例的基本思想是:列举出程序中可能犯出现的错误或容易发生错误的特殊情况的清单,然后根据清单和已经设计好的测试用例来编写特定的测试用例。例如,程序中出现的输入数据为“0”或者字符为空就是一种错误易发情况;在出现输入或输出的数量不定的地方,数量为“没有”和“一个”也是错误易发情况。特别需要注意的是,在阅读规格说明时联系程序员可能做的假设来确定测试用例,测试人员要站在用户的角度来考虑输入信息,而不必去管这些信息对于被测程序是合理还是不合理的输入。

黑盒测试方法的比较[2]

  (一)等价类划分法

  核心:“分类”及代表值

  优点:通过把输入数据和输出数据进行分类,选用分类中的代表值,在保证了测试覆盖的情况下大大减少了测试用例的数量,使测试工作变得简单高效。

  缺陷:若无清晰的需求分类,可能造成覆盖泄露。

  (二)边界值分析法

  核心:边界值和边界两边的邻值

  优点:大量的程序错误往往发现在输入的边界上,考虑了边界值的测试用例能更高效的发现程序中的错误和缺陷。

  缺陷:此方法的目的性过强,导致其注定只能完成测试的一部分,单独使用时,整体覆盖率得不到保证。

  (三)因果图法

  核心:测试元素逻辑关系图,即因果图

  优点:该方法擅于处理逻辑事务的测试目标,协助用例设计人员搭建用例整体框架,实现从上至下的用例设计理念。缺陷:适用范围有限制,需结合其他方法才能得到最终用例

  (四)错误推测法

  核心:测试人员的经验和敏锐性

  优点:测验人员依据自己已有的测试经验,针对现在被测软件,设计有针对性的测试用例,能够发现系统隐蔽的不易被发现的潜在错误和缺陷。

  缺陷:该方法依赖于测试人员的测试经验和测试的敏锐嗅觉,没有通用的可以遵循的规则。

参考文献

  1. 1.0 1.1 胥家瑞.浅谈白盒测试和黑盒测试在软件测试中的作用(A).天津市财贸管理干部学院学报.2010,4
  2. 2.0 2.1 杨建光,梅大成.黑盒测试方法和综合策略的研究(A).计算机光盘软件与应用.2012,4
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