第2章-黑盒测试边界值分析法课件.ppt

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1、2023/5/271黑盒测试用例设计方法黑盒测试用例设计方法 -边界值分析方法边界值分析方法2023/5/2722023/5/2732023/5/274边界值分析方法n1 概述n人们从长期的测试工作经验得知，大量的错误是发生在输入或输出范围的边界上，而不是在输入范围的内部。因此针对各种边界情况设计测试用例，可以查出更多的错误。2023/5/275边界值分析方法n n比如，在做三角形计算时，要输入三角形比如，在做三角形计算时，要输入三角形的三个边长：的三个边长：A、B和和C。我们应注意到我们应注意到这三个数值应当满足这三个数值应当满足 A0、B0、C0、ABC、ACB、BCA，才能才能构成三角形

2、。但如果把六个不等式中的任构成三角形。但如果把六个不等式中的任何一个大于号何一个大于号“”错写成大于等于号错写成大于等于号“”，那就不能构成三角形。问题恰出，那就不能构成三角形。问题恰出现在容易被疏忽的边界附近。现在容易被疏忽的边界附近。2023/5/277边界值分析方法n边界值分析方法也是一种黑盒测试方法n测试用例主要来自于等价类的边界.n边界值分析法就是对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。其测试用例来自等价类的边界。具有很强的很强的发现程序错误的能力.2023/5/278边界值分析方法n边界值分析测试的基本原理:故障往往故障往往出现在输入变量的边界值附近出现在输入变量的边界值附

3、近.n使用边界值分析方法设计测试用例,首先应确定边界情况.n通常输入和输出等价类的边界,就是应着重测试的边界情况.2023/5/279n通常情况下，软件测试所包含的边界检验有几种类型：数字、字符、位置、质量、大小、速度、方位、尺寸、空间等n相应地，以上类型的边界值应该在：最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、最短/最长、空/满等情况下2023/5/2710举例 常见的边界值n对16-bit 的整数而言 32767 和-32768 是边界n屏幕上光标在最左上、最右下位置n报表的第一行和最后一行n数组元素的第一个和最后一个n循环的第 0 次、第 1 次和倒数第 2 次、最后一次2

4、023/5/2711举例 利用边界值作为测试数据项边界值测试用例的设计思路字符起始-1个字符/结束+1个字符假设一个文本输入区域允许输入1个到255个 字符，输入1个和255个字符作为有效等价类；输入0个和256个字符作为无效等价类，这几个数值都属于边界条件值。数值最小值-1/最大值+1假设某软件的数据输入域要求输入5位的数据值，可以使用10000作为最小值、99999作为最大值；然后使用刚好小于5位和大于5位的 数值来作为边界条件。空间小于空余空间一点/大于满空间一点例如在用U盘存储数据时，使用比剩余磁盘空间大一点（几KB）的文件作为边界条件。2023/5/2712n在多数情况下，边界值条件

5、是基于应用程序的功能设计而需要考虑的因素，可以从软件的规格说明或常识中得到，也是最终用户可以很容易发现问题的。然而，在测试用例设计过程中，某些边界值条件是不需要呈现给用户的，或者说用户是很难注意到的，但同时确实属于检验范畴内的边界条件，称为内部边界值条件或子边界值条件。2023/5/2713边界值划分用例设计步骤第一步第二步进行等价类划分分析等价类，用边界值设计用例2023/5/2714边界值分析方法n2边界值分析方法选择测试用例的原则 n n(1)(1)(1)(1)如果输入条件规定了值的范围如果输入条件规定了值的范围如果输入条件规定了值的范围如果输入条件规定了值的范围,则应取刚则应取刚则应取

6、刚则应取刚达到这个范围的边界的值达到这个范围的边界的值达到这个范围的边界的值达到这个范围的边界的值,以及刚刚超越这以及刚刚超越这以及刚刚超越这以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据个范围边界的值作为测试输入数据个范围边界的值作为测试输入数据个范围边界的值作为测试输入数据.n n例如，如果程序的规格说明中规定：例如，如果程序的规格说明中规定：例如，如果程序的规格说明中规定：例如，如果程序的规格说明中规定：“重量重量重量重量在在在在10101010公斤至公斤至公斤至公斤至50505050公斤范围内的邮件，其邮费计公斤范围内的邮件，其邮费计公斤范围内的邮件，其邮费计公斤范围内的邮件，其邮费计算

7、公式为算公式为算公式为算公式为”。作为测试用例，我们应取。作为测试用例，我们应取。作为测试用例，我们应取。作为测试用例，我们应取10101010及及及及50505050，还应取，还应取，还应取，还应取10.01,49.99,9.9910.01,49.99,9.9910.01,49.99,9.9910.01,49.99,9.99及及及及50.0150.0150.0150.01等。等。等。等。n2边界值分析方法选择测试用例的原则 n n(2)(2)如果输入条件规定了值的个数如果输入条件规定了值的个数,则则用最大个数用最大个数,最小个数最小个数,比最小个数少比最小个数少一一,比最大个数多一的数作为测

8、试数据比最大个数多一的数作为测试数据.n n比如，一个输入文件应包括比如，一个输入文件应包括12551255个记个记录，则测试用例可取录，则测试用例可取1 1和和255255，还应取，还应取0 0及及256256等。等。2023/5/2716边界值分析方法n n(3)(3)(3)(3)根据规格说明的每个输出条件根据规格说明的每个输出条件根据规格说明的每个输出条件根据规格说明的每个输出条件,使用前面的使用前面的使用前面的使用前面的原则原则原则原则(1).(1).(1).(1).n n(4)(4)(4)(4)根据规格说明的每个输出条件根据规格说明的每个输出条件根据规格说明的每个输出条件根据规格说明

9、的每个输出条件,应用前面的应用前面的应用前面的应用前面的原则原则原则原则(2).(2).(2).(2).n n例如，某程序的规格说明要求计算出例如，某程序的规格说明要求计算出例如，某程序的规格说明要求计算出例如，某程序的规格说明要求计算出 每月保险每月保险每月保险每月保险金扣除额为金扣除额为金扣除额为金扣除额为0 0 0 0至至至至1165.251165.251165.251165.25元元元元 ，其测试用例可取，其测试用例可取，其测试用例可取，其测试用例可取0.000.000.000.00及及及及1165.241165.241165.241165.24、还可取一、还可取一、还可取一、还可取一

10、0.010.010.010.01及及及及116511651165116526262626等。等。等。等。n n再如一程序属于情报检索系统，要求每次再如一程序属于情报检索系统，要求每次再如一程序属于情报检索系统，要求每次再如一程序属于情报检索系统，要求每次 最少最少最少最少显示显示显示显示1 1 1 1条、最多显示条、最多显示条、最多显示条、最多显示4 4 4 4条情报摘要条情报摘要条情报摘要条情报摘要 ，这时我们应，这时我们应，这时我们应，这时我们应考虑的测试用例包括考虑的测试用例包括考虑的测试用例包括考虑的测试用例包括1 1 1 1和和和和4 4 4 4，还应包括，还应包括，还应包括，还应包

11、括0 0 0 0和和和和5 5 5 5等。等。等。等。n n(5)(5)如果程序的规格说明给出的输入域或如果程序的规格说明给出的输入域或输出域是有序集合输出域是有序集合,则应选取集合的第一则应选取集合的第一个元素和最后一个元素作为测试用例个元素和最后一个元素作为测试用例.n n(6)(6)如果程序中使用了一个内部数据结构如果程序中使用了一个内部数据结构,则应当选择这个内部数据结构的边界上的则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试用例值作为测试用例.n n(7)(7)分析规格说明分析规格说明,找出其它可能的边界条找出其它可能的边界条件件.2023/5/2718n内部边界值条件主要有下面几种

12、：数值的边界值检验 字符的边界值检验其它边界值检验2023/5/2719数值的边界值检验n计算机是基于二进制进行工作的，因此，软件的任何数值运算都有一定的范围限制。项项范围或值范围或值位（bit）0 或 1字节（byte）0 255字（word）065535（单字）或 04294967295（双字）千（K）1024兆（M）1048576吉（G）1073741824 计算机数值运算的范围计算机数值运算的范围2023/5/2720字符的边界值检验n在计算机软件中，字符也是很重要的表示元素，其中ASCII和Unicode是常见的编码方式。下表中列出了一些常用字符对应的ASCII码值。字符字符ASCI

13、IASCII码值码值字符字符ASCIIASCII码值码值空(null)0A65空格(space)32a97斜杠(/)47Z90048z122冒号(:)58单引号()96642023/5/2721五、边界值法五、边界值法下面举个例子让大家更深入地理解边界值法。下面举个例子让大家更深入地理解边界值法。用户登录网上购物系统要购买某种商品，假设该用户登录网上购物系统要购买某种商品，假设该商品剩余数量为商品剩余数量为100100件，且用户只会输入整数，件，且用户只会输入整数，（如果没有这条说明，那还可能输入小数，字母，（如果没有这条说明，那还可能输入小数，字母，空格等）则用户只能购买空格等）则用户只能购

14、买1-1001-100范围内的商品件范围内的商品件数。使用边界值法设计测试用例，测试用户输入数。使用边界值法设计测试用例，测试用户输入商品数量商品数量Q Q后，系统反应是否合乎标准。后，系统反应是否合乎标准。2023/5/2722五、边界值法五、边界值法1100输入分区输入分区 1 2 3 4 5 6图图-边界值分析边界值分析边界及测边界及测 试用例试用例 提出边界时，一定要测试邻近边界的合法数据，即测试提出边界时，一定要测试邻近边界的合法数据，即测试最后一个可能合法的数据，以及刚刚超过边界的非常数据。最后一个可能合法的数据，以及刚刚超过边界的非常数据。越界测试通常简单地加越界测试通常简单地加

15、1或者用最小的数减或者用最小的数减1。2023/5/2723五、边界值法五、边界值法我们可以考虑商品数量我们可以考虑商品数量Q Q的输入区间：的输入区间：（1 1）Q1Q1（2 2）Q=1Q=1（3 3）1Q1001Q100Q100根据上面的分析可以设计六个用例：根据上面的分析可以设计六个用例：（1 1）Test Case 1Test Case 1：输入：输入0 0，返回错误信息，返回错误信息“您必须输入大于等于一您必须输入大于等于一个数量值个数量值”。（2 2）Test Case 2Test Case 2：输入：输入1 1，页面正确运行。，页面正确运行。（3 3）Test Case 3Tes

16、t Case 3：输入：输入2 2，页面正确运行。，页面正确运行。2023/5/2724五、边界值法五、边界值法（4 4）Test Case 4Test Case 4：输入：输入9999，页面正确运行。，页面正确运行。（5 5）Test Case 5Test Case 5：输入：输入100100，页面正确运行。，页面正确运行。（6 6）Test Case 6Test Case 6：输入：输入101101，返回错误信息，返回错误信息“您所选购的商品数量仅剩您所选购的商品数量仅剩100100件件”。测试员可以将上面的信息填入用例设计表格中，形成标准的测试用例。测试员可以将上面的信息填入用例设计表格

17、中，形成标准的测试用例。大宗购物折扣-需求2023/5/2729边界值分析测试n3 边界值分析测试n n边界值分析是基于边界值分析是基于“单缺陷单缺陷”假设假设:软软件失效基本上是由单缺陷引起的件失效基本上是由单缺陷引起的,很少很少是由两个或者两个以上的故障引起的是由两个或者两个以上的故障引起的.n n在设计测试用例时在设计测试用例时,通常是使得其中一通常是使得其中一个变量的值取极值个变量的值取极值,其余变量的值取正其余变量的值取正常值常值.2023/5/2730边界值分析测试n假设函数F有两个变量x1,x2,两个变量的取值范围:na x1b,cx2 d2023/5/2731边界值分析测试ab

18、cdx2x12023/5/2732边界值分析测试n基于单缺陷假设，利用输入变量的最小值最小值min,min,略大于最小值略大于最小值min+,min+,正常值正常值nom,nom,略略小于最大值小于最大值max-,max-,最大值最大值maxmax,来设计测试用例.2023/5/2733边界值分析测试abcdx2x12023/5/2734边界值分析测试;2023/5/2735边界值分析测试n对于一个对于一个含有含有n个变量个变量的程序，只让其中一的程序，只让其中一个变量取极值，让其余的变量取正常值，被个变量取极值，让其余的变量取正常值，被保留的变量依次取保留的变量依次取min、min+、nom

19、、max-、max值，对每个变量都重复进行。值，对每个变量都重复进行。这样，对于一个有这样，对于一个有n个变量的程序，边界值个变量的程序，边界值分析测试程序会产生分析测试程序会产生4n+1个测试用例。个测试用例。2023/5/2736三角形问题的边界值分析测试用例设计n三角形问题：n要求三角形的三条边a，b，c都在1到100之内2023/5/2737n三角形问题的边界值分析测试用例设计编号编号a,b,ca,b,c期望输出期望输出Test1Test2Test3Test4Test560606050506060605050126099100等腰三角形等腰三角形等边三角形等腰三角形不构成三角形2023

20、/5/2738编号编号编号编号a,b,ca,b,c期望输出期望输出期望输出期望输出Test6Test7Test8Test960605050129910060605050等腰三角形等腰三角形等腰三角形不构成三角形Test10Test11Test12Test1312991006060505060605050等腰三角形等腰三角形等腰三角形不构成三角形三角形2023/5/2739NextDate函数的边界值分析测试用例编号编号编号编号month,day,yearmonth,day,yearmonth,day,yearmonth,day,year期望输出期望输出期望输出期望输出Test1Test2Tes

21、t3Test4Test5Test6Test7Test8Test966666666615151515151230311912191319752049205020012001200120011912.6.161912.6.161913.6.161913.6.161975.6.161975.6.162049.6.162049.6.162050.6.162050.6.162001.6.22001.6.22001.6.32001.6.32001.7.12001.7.1输入日期超界输入日期超界2023/5/2740NextDate函数的边界值分析测试用例编号编号编号编号month,day,yearmont

22、h,day,yearmonth,day,yearmonth,day,year期望输出期望输出期望输出期望输出Test10Test11Test12Test131211121515151520012001200120012001.1.162001.1.162001.2.162001.2.162001.11.162001.11.162001.12.162001.12.162023/5/2741边界值分析的特点l l对于一个对于一个n n变量函数，边界值分析会产生变量函数，边界值分析会产生4n4n1 1个测试用例。个测试用例。l l边界值的取值取决于变量本身的性质。边界值的取值取决于变量本身的性质。l

23、 l边界值分析对布尔变量没有什么意义。边界值分析对布尔变量没有什么意义。l l边界值分析假设变量是完全独立的。边界值分析假设变量是完全独立的。2023/5/2742健壮性测试健壮性测试n4 边界值分析的健壮性测试健壮性测试健壮性测试健壮性测试n边界值分析的扩展n除了考虑5个边界值外,还需要考虑采用一个略超过最大值max+以及略小于最小值min-的取值。即：检查超过极检查超过极限值的情况。限值的情况。2023/5/2743健壮性测试健壮性测试abcdx2x12023/5/2744健壮性测试健壮性测试n健壮性测试的主要价值是：观察例外处理情况。2023/5/2745三角形问题的健壮性测试用例设计n

24、考虑 max+，max，max-，nom，min+，min，min-。2023/5/2746nNextDate函数的健壮性测试用例设计编号编号编号编号month,day,yearmonth,day,yearmonth,day,yearmonth,day,year期望输出期望输出期望输出期望输出Test1Test2Test3Test4Test5Test6Test7Test8Test9Test10Test11Test12Test13666666666666615151515151515-11230313219111912191319752049205020512001200120012001200

25、12001yearyear超出超出1912.6.161912.6.161913.6.161913.6.161975.6.161975.6.162049.6.162049.6.162050.6.162050.6.16yearyear超出超出dayday超出超出2001.6.22001.6.22001.6.32001.6.32001.7.12001.7.1输入日期超界输入日期超界dayday超出超出2023/5/2747编号编号编号编号month,day,yearmonth,day,yearmonth,day,yearmonth,day,year期望输出期望输出期望输出期望输出Test14Test

26、15Test16Test17Test18Test19-112111213151515151515200120012001200120012001monthmonth超出超出2001.1.162001.1.162001.2.162001.2.162001.11.162001.11.162001.12.162001.12.16monthmonth超出超出NextDate函数的健壮性测试用例设计2023/5/2748最坏情况测试n3.5 最坏情况测试n边界值分析采用可靠性理论中的单缺陷假设，如果不考虑这种假设，那么，应该关心当多个变量取极值时会出现什么情况。2023/5/2749最坏情况测试n使用这

27、种思想生成最坏情况的测试用例，首先对每个变量进行包含最小值min，略高于最小值min+，正常值nom，略低于最大值max-和最大值max五个元素集合的测试，然后对这些集合进行笛卡儿积计算，以生成测试用例。2023/5/2750最坏情况测试adcbx1x22023/5/2751最坏情况测试n最坏情况测试比边界值分析测试以及健壮性测试要彻底，边界值分析测试用例是最坏情况测试用例的真子集。nN变量函数的最坏情况测试，会产生5n个测试用例，而边界值分析只产生4n+1个测试用例2023/5/2752健壮最坏情况测试 首先对每个变量进行包含略小于最小值min-，最小值min，略高于最小值min+，正常值n

28、om，略低于最大值max-,最大值max,和略大于最大值max+,七个元素集合的测试，然后对这些集合进行笛卡儿积计算，以生成测试用例。2023/5/2753健壮最坏情况测试adcbx1x22023/5/2754练习题n某人事管理系统在加入一个人的信息时，输入的信息包括:姓名、性别、籍贯、出生日期、学历、身高、德才表现等。采用边界值测试技术设计测试用例进行测试。n假设在软件的规格说明中，规定：姓名最长20个字符，性别为1个字符，籍贯最长为20个字符，出生日期要求年份4位，月份小于等于12，日期小于等于31，学历最长2个字符，身高3位数，德才表现最长2000个字符。2023/5/2755边界值分析

29、测试用例输入项描述边界值姓名20个字符性别1个字符籍贯20个字符出生日期年4位数月=12日 100n0 R =100nR 100nR=P=100nP N10=1nN10=0nN5=1nN5=0n4 N1=1nN1=0n三、分 析 规 格 中 每 一 决 策 点 之 情 形，以 RR1,RR2,RR3 表 示 计 算 要 找 50,10,5 元 货 币 数 时 之 剩 余 金 额。nR 100nR 100nP=50nRR2=10nRR3=5n四、由 上 述 之 输 入 输 出 条 件 组 合 出 可 能 的 情 形。nR 100nR=0n0 R 100n0 R=100,P Rn0 R=100,R

30、=P=100,RR=50n0 R=100,R=P=100,RR=49n0 R=100,R=P=100,RR=10n0 R=100,R=P=100,RR=9n0 R=100,R=P=100,RR=5n0 R=100,R=P=100,RR=4n0 R=100,R=P=100,RR=1n0 R=100,R=P=100,RR=0n五、为 满 足 以 上 之 各 种 情 形，测 试 资 料 设 计 如 下：n1.货品价格=101n2.货品价格=0n3.货品价格=-1n4.货品价格=100,付款金额=101n5.货品价格=100,付款金额=99n6.货品价格=50,付款金额=100n7.货品价格=51,付

31、款金额=100n8.货品价格=90,付款金额=100n9.货品价格=91,付款金额=100n10.货品价格=95,付款金额=100n11.货品价格=96,付款金额=100n12.货品价格=99,付款金额=100n13.货品价格=100,付款金额=10062边界值分析法-举例 例题：现有一个学生标准化考试批阅试卷,产生成绩报告的程序。其规格说明如下:程序的输入文件由一些有80个字符的记录组成,如右图所示，所有记录分为3组：63边界值分析法-举例 标题：这一组只有一个记录，其内容为输出成绩报告的名字。64边界值分析法-举例试卷各题标准答案记录：每个记录均在第80个字符处标以数字“2”。该组的第一个

32、记录的第1至第3个字符为题目编号（取值为1一999）。第10至第59个字符给出第1至第50题的答案（每个合法字符表示一个答案）。该 组 的 第 2，第3个记录相应为第51至 第 100，第 101至第150，题的答案。65边界值分析法-举例 每个学生的答卷描述：该组中每个记录的第80个字符均为数字“3”。每个学生的答卷在若干个记录中给出。如甲的首记录第1至第9字符给出学生姓名及学号，第10至第59字符列出的是甲所做的第1至第50题的答案。若试题数超过50，则第2，第3纪录分别给出他的第51至第100，第101至第150题的解答。然后是学生乙的答卷记录。学生人数不超过学生人数不超过200，试题数不超过，试题数不超过999。66边界值分析法-举例程序的输出有4个报告：a)按学号排列的成绩单，列出每个学生的成绩、名次。b)按学生成绩排序的成绩单。c)平均分数及标准偏差的报告。d)试题分析报告。按试题号排序，列出各题学生答对的百分比。解答：分别考虑输入条件和输出条件，以及边界条件。给出下表所示的输入条件及相应的测试用例。67边界值分析法-举例68边界值分析法-举例69边界值分析法-举例右表为输出条件及相应的测试用例表。2023/5/2771小结n边界值分析测试n边界值分析的健壮性测试n最坏情况测试n健壮最坏情况测试