测试用例设计方法之因果图法
因果图法
测试用例设计—因果图法1.引言等价类划分方法和边界值分析方法，都是着重考虑输入条件，但未考虑输入条件之间的联系、相互组合等。
考虑输入条件之间的相互组合，可能会产生一些新的情况。
但要检查输入条件的组合不是一件容易的事情，即使把所有输入条件划分成等价类，他们之间的组合情况也相当多。
因此必须考虑采用一种适合于描述对于多种条件的组合，相应产生多个动作的形式来考虑设计测试用例。
这就需要利用因果图（逻辑模型）。
因果图（Cause-EffectGraphing）提供了一个把规格转化为判定表的系统化方法，从该图中可以产生测试数据。
其中原因是表示输入条件，结果是对输入执行的一系列计算后得到的输出。
因果图方法最终生成的就是判定表，它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。
2.因果图介绍图例说明1、4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。
如图2-1所示。
图2-1 因果图关系2、因果图中使用了简单的逻辑符号，以直线联接左右结点。
左结点表示输入状态（或称原因），右结点表示输出状态（或称结果）。
3、ci表示原因，通常置于图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。
ci 和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。
因果图概念1、关系（图2-1 因果图关系）①恒等：若ci是1，则ei也是1；否则ei为0。
②非：若ci是1，则ei是0；否则ei是1。
③或：若c1或c2或c3是1，则ei是1；否则ei为0。
“或”可有任意个输入。
④与：若c1和c2都是1，则ei为1；否则ei为0。
“与”也可有任意个输入。
2、约束输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系，称为约束。
例如，某些输入条件本身不可能同时出现。
输出状态之间也往往存在约束。
在因果图中，用特定的符号标明这些约束。
如图2-2所示。
图2-2因果图约束A.输入条件的约束有以下4类：① E约束（异）：a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。
② I约束（或）：a、b和c中至少有一个必须是1，即 a、b 和c不能同时为0。
测试用例设计-因果图方法
测试用例设计－因果图方法一.方法简介定义：是一种利用图解法分析输入的各种组合情况，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。
因果图法产生的背景：等价类划分法和边界值分析方法都是着重考虑输入条件，但没有考虑输入条件的各种组合、输入条件之间的相互制约关系。
这样虽然各种输入条件可能出错的情况已经测试到了，但多个输入条件组合起来可能出错的情况却被忽视了。
如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合，则可能的组合数目将是天文数字，因此必须考虑采用一种适合于描述多种条件的组合、相应产生多个动作的形式来进行测试用例的设计，这就需要利用因果图（逻辑模型）。
因果图介绍4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。
因果图中使用了简单的逻辑符号，以直线联接左右结点。
左结点表示输入状态（或称原因），右结点表示输出状态（或称结果）。
Ci表示原因，通常置于图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。
Ci和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。
因果图概念关系①恒等：若ci是1，则ei也是1；否则ei为0。
②非：若ci是1，则ei是0；否则ei是1。
③或：若c1或c2或c3是1，则ei是1；否则ei为0。
“或”可有任意个输入。
④与：若c1和c2都是1，则ei为1；否则ei为0。
“与”也可有任意个输入。
约束输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系，称为约束。
例如, 某些输入条件本身不可能同时出现。
输出状态之间也往往存在约束。
在因果图中,用特定的符号标明这些约束。
输入条件的约束有以下4类：① E约束（异）：a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。
② I约束（或）：a、b和c中至少有一个必须是1，即 a、b 和c不能同时为0。
③ O约束（唯一）；a和b必须有一个，且仅有1个为1。
④R约束（要求）：a是1时，b必须是1，即不可能a是1时b是0。
输出条件约束类型输出条件的约束只有M约束（强制）：若结果a是1，则结果b强制为0。
7因果图法详解
找出因(输入条件)和果(输出结 果或者程序状态的改变), 然后通过因果图转换为判定表,最 后为判定表中的每一列设计一个 测试用例.
因果图法的定义：
是一种利用图解法分析输入的各
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。
因果图中出现的基本符号
原因
结果
通常在因果图中用Ci表示原因，用Ei 表示结果，各结点表示状态，可取值 “0”或“1”。“0”表示某状态不出 现，“1”表示某状态出现。
(b)
(c)
E约束（异）：a和b中最多有一个可能 为1，即a和b不能同时为1；
a E
异
b
I约束（或）：a、b、c中至少有一个必 须是1，即a、b、c不能同时为0；
a I 或 b c
O约束（唯一）：a和b必须有一个且仅 有一个为1；
a O 唯一 b
R约束（要求）：a是1时，b必须是1；
a R b 要求
M约束（强制）：若结果a是1，则结果b 强制为0。
a M b 强制
对于输入条件的约束有4种：
E约束（异）：a和b中最多有一个可能为1，即a和b不 能同时为1； I约束（或）：a、b、c中至少有一个必须是1，即a、b c不能同时为0； O约束（唯一）：a和b必须有一个且仅有一个为1； R约束（要求）：a是1时，b必须是1；
因果图法举例
程序的规格说明要求：输入的第一个字符 必须是“#”或“*”，第二个字符必须是 一个数字，在此情况下进行文件的修改； 如果第一个字符不是“#”或“*”，则给 出信息N；如果第二个字符不是数字，则 给出信息M。
步骤：
软件测试用例之因果图法
软件测试⽤例之因果图法
简介
从⽤⾃然语⾔书写的程序规格说明的描述中找出因（输⼊条件）和果（输出或程序状态的改变），可以通过因果图转换为判定表。
因果图法即因果分析图，⼜叫特性要因图、⽯川图或鱼翅图，它是由⽇本东京⼤学教授⽯川馨提出的⼀种通过带箭头的线，将质量问题与原因之间的关系表⽰出来，是分析影响产品质量的诸因素之间关系的⼀种⼯具。
作⽤
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涉及的各种组合情况。
因果图法⼀般和判定表结合使⽤，通过映射同时发⽣相互影响的多个输⼊来确定判定条件。
因果图法最终⽣成的就是判定表，它适合于检查程序输⼊条件的各种组合情况。
采⽤因果图法能帮助我们按照⼀定的步骤选择⼀组⾼效的测试⽤例，同时，还能指出规范中存在什么问题，鉴别和制作因果图。
因果图法着重分析输⼊条件的各种组合，每种组合条件就是“因”，它必然有⼀个输出的结果，这就是“果”。
基本步骤
利⽤因果图导出测试⽤例⼀般要经过以下⼏个步骤：
1）分析软件规格说明的描述中哪些是原因，哪些是结果。
原因是输⼊或输⼊条件的等价类，结果是输出条件。
给每个原因和结果并赋予⼀个标识符，根据这些关系，画出因果图。
2）因果图上⽤⼀些记号表明约束条件或限制条件。
3）对需求加以分析并把它们表⽰为因果图之间的关系图。
4）把因果图转换成判定表。
5）将判定表的每⼀列作为依据，设计测试⽤例。
测试用例设计技术之----因果图
测试用例设计技术之----因果图上次讲了因果图法的基本原理，这种方法是有因必有果，正是由于多个原因的不同组合，使得结果也不尽相同。
由于组合情况很多，才用因果图法能大大简化测试用例的数量。
我们来看一个例子：有一个饮料自动售货机（处理单价为5角钱）的控制处理软件，它的软件规格说明如下：若投入5角钱的硬币，按下“橙汁”或“啤酒”的按钮，则相应的饮料就送出来。
若投入1元钱的硬币，同样也是按“橙汁”或“啤酒”的按钮，则自动售货机在送出相应饮料的同时退回5角钱的硬币。
怎么分析这种具有一定实际意义的情况呢？按照因果图的说法，我们先分析一下，把原因与结果先找出来：原因是输入条件，在自动售货机里，硬币的投入、按钮的按下，都是输入，这样的话就有以下几个原因：（1）投入5角硬币（2）投入1元硬币（3）按下“橙汁”按钮（4）按下“啤酒”按钮结果有哪些呢？（1）送出“橙汁”饮料（2）送出“啤酒”饮料（3）找5角硬币按照因果关系，把因果图的雏形画出来：再加上因果图的约束关系，那么图形就成为以下：根据最终的因果图生成判定表：最后把测试用例写出来：用例编号用例说明输入数据预期结果SHJ-001 （1）投入硬币（2）按下按钮1元点击“橙汁”按钮退还5角硬币送出“橙汁”饮料SHJ-002 （1）投入硬币（2）按下按钮1元点击“啤酒”按钮退还5角硬币送出“啤酒”饮料SHJ-003 （1）投入硬币1元给出提示信息SHJ-004 （1）投入硬币（2）按下按钮5角点击“橙汁”按钮送出“橙汁”饮料SHJ-005 （1）投入硬币（2）按下按钮5角点击“啤酒”按钮送出“啤酒”饮料SHJ-006 （1）投入硬币5角给出提示信息SHJ-007 （1）按下按钮“橙汁”按钮给出提示信息SHJ-008 （1）按下按钮“啤酒”按钮给出提示信息。
测试用例设计—自动售货机因果图分析
测试用例设计—自动售货机因果图分析命题设计了一个自动售货机软件测试用例，用于处理单价为50美分的饮料。
规格如下:如果你放入50美分或1元硬币，并按下按钮[橙汁]或[啤酒]，相应的饮料将交付如果自动售货机没有零钱，红灯将显示[零钱已经被换了]，然后在放入1元硬币并按下按钮后，饮料将不会被递送，并且1元硬币将退出。
如果有零钱，显示“换出”的红灯将熄灭，50美分将在饮料交付时返还。
分析根据这个命题，我们可以分析自动售货机业务中存在5个条件和5个结果。
条件如下:1。
自动售货机有零钱。
投入1元硬币3。
投入50美分硬币4。
按下橙汁按钮5。
按下啤酒按钮结果:1。
自动售货机[换出]灯亮着。
当自动售货机没有变化时，会出现红灯2。
当硬币投入1元并且自动售货机没有零钱时，返还1元硬币。
3.当硬币投入1元时，返还50美分。
当自动售货机4有变化时。
发送橙汁饮料5。
发送啤酒饮料因果图-绘制条件和结果有变化红灯亮1元1元50美分，啤酒50美分，橙汁因果图-绘制简单关系在绘制空白条件和结果后，我们可以标记1为主题中最直接和最简单的因果条件。
条件“有变化”和结果“红灯亮”之间的关系是“没有”。
当“有零钱”时，红灯不亮，而当自动售货机“没有零钱”时，红灯必须亮。
2年，有条件的“投1元”和有条件的“投50分”是一种“E”关系。
这两个动作不能同时发生，即1元钱和50美分(不能同时发生)；但是，我们允许“没有1元钱”和“没有50美分”(同时可能是假的)3，“啤酒选择”条件和“橙汁选择”条件为“e”关系，这两个动作不能同时发生，即“啤酒选择”和“橙汁选择”(不能同时为真)；但是我们允许“不喝啤酒”和“不喝橙汁”(这可能同时是错误的)4，条件“啤酒选择”和条件“橙汁选择”相当于程序处理过程，即价格和系统处理方法都是相同的，因此这两个条件可以组合成一个中间节点此外，在两个条件之间使用“或”的关系5。
请注意，有条件的“1元”和有条件的“50美分”不是等价关系。
软件测试第四章--因果图讲解
（4）把因果图转换为决策表。 （5）根据决策表中的每一列设计测试用例。
3.6.3 因果图法测试举例
实例 用因果图法测试以下程序。
程序的规格说明要求：输入的第一个字符必须是#或*， 第二个字符必须是一个数字，此情况下进行文件的修改；如 果第一个字符不是#或*，则给出信息N，如果第二个字符不 是数字，则给出信息M。
和果（输出结果或程序状态的改变），画出因果图。
（2）将得到的因果图转换为判定表。 （3）为判定表中每一列所表示的情况设计一个测试用例。
因果图法的简介（续）
使用因果图法的优点：
（1）考虑到了输入情况的各种组合以及各个输入情况之间的 相互制约关系。
（2）能够帮助测试人员按照一定的步骤，高效率的开发测试 用例。
a
R
b
要求
R约束(要求)：a是1时，b必须是1，即a为1时，b不能为0。
因果图（续）
因果图中用来表示约束关系的约束符号：
a
M
b
强制
M约束(强制)：若结果a为1，则结果b强制为0。
因果图（续）
因果图中用来表示约束关系的约束符号：
E 异
a
I
b 或
a
a
O
b b
唯一
c
a
a
R
M
要求
b
强制
b
因果图（续）
因果图法最终生成的是决策表。利用因果图生成测试用例的 基本步骤如下：
（1）分析软件规格说明中哪些是原因（即输入条件或输入条 件的等价类），哪些是结果（即输出条件），并给每个原因 和结果赋予一个标识符。
因果图法
测试用例设计—因果图法1.引言等价类划分方法和边界值分析方法，都是着重考虑输入条件，但未考虑输入条件之间的联系、相互组合等。
考虑输入条件之间的相互组合，可能会产生一些新的情况。
但要检查输入条件的组合不是一件容易的事情，即使把所有输入条件划分成等价类，他们之间的组合情况也相当多。
因此必须考虑采用一种适合于描述对于多种条件的组合，相应产生多个动作的形式来考虑设计测试用例。
这就需要利用因果图（逻辑模型）。
因果图（Cause-EffectGraphing）提供了一个把规格转化为判定表的系统化方法，从该图中可以产生测试数据。
其中原因是表示输入条件，结果是对输入执行的一系列计算后得到的输出。
因果图方法最终生成的就是判定表，它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。
2.因果图介绍2.1图例说明1、4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。
如图2-1所示。
图2-1 因果图关系2、因果图中使用了简单的逻辑符号，以直线联接左右结点。
左结点表示输入状态（或称原因），右结点表示输出状态（或称结果）。
3、ci表示原因，通常置于图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。
ci和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。
2.2因果图概念1、关系（图2-1 因果图关系）①恒等：若ci是1，则ei也是1；否则ei为0。
②非：若ci是1，则ei是0；否则ei是1。
③或：若c1或c2或c3是1，则ei是1；否则ei为0。
“或”可有任意个输入。
④与：若c1和c2都是1，则ei为1；否则ei为0。
“与”也可有任意个输入。
2、约束输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系，称为约束。
例如，某些输入条件本身不可能同时出现。
输出状态之间也往往存在约束。
在因果图中，用特定的符号标明这些约束。
如图2-2所示。
图2-2因果图约束A.输入条件的约束有以下4类：①E约束（异）：a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。
②I约束（或）：a、b和c中至少有一个必须是1，即a、b 和c不能同时为0。
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测试用例设计方法之因果图法
(一)因果图法的来源
大家熟悉的等价类划分法和边界值分析法，都是着重考虑输入条件，但未考虑输入条件之间的联系、相互组合等；
但是，如考虑所输入条件之间的相互组合，会由于组合情况数目相当大，需要大量的测试用例；
因果图法，是一种帮助人们系统地选择一组高效率测试用例的方法。
(二)因果图法的特点
考虑输入条件间的组合关系；
考虑输出条件对输入条件的信赖关系，即因果关系；
测试用例发现错误的效率高；
能检查出功能说明中的某些不一致或遗漏；
因果图方法最终生产的就是判定表，它适合于检查程序输入条件和各种组合情况。
(三)因果图法基本步骤
1.分割功能说明书
对于规模比较大的程序来说，由于输入条件的组合数太大，所以很难整体上使用一个因果图。
我们可以把它划分为若干部分，然后分别对每个部分使用因果图。
例如，测试编译程序时，可以把每个语句作为一个部分。
2.识别出“原因”和“结果”，并加以编号
所谓原因，是指输入条件或输入条件的等价类；而结果则是指输出条件或输出条件的等价类。
每个原因或结果都对应于因果图中的一个节点。
当原因或结果成立（或出现）时，相应的节点取值为1，否则为0。
例如，有一个饮料自动售货机（处理单价为5角钱）的控制处理软件，它的软件规格说明如下：
若投入5角钱的硬币，按下“橙汁”或“啤酒”的按钮，则相应的饮料就送出来。
若投入1元钱的硬币，同样也是按“橙汁”或“啤酒”的按钮，则自动售货机在送出相应饮料的同时退回5角钱的硬币。
分析这一段说明，我们可以列出原因和结果。
原因如下：
✧投入1元硬币；
✧投入5角硬币；
✧按下“橙汁”按钮；
✧按下“啤酒”按钮
结果
✧退还5角钱；
✧送出“橙汁”饮料；
✧送出“啤酒”饮料
3.根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系画出因果图
因果图的基本符号如图1所示：
1.因果图的基本符号
图中左边的节点表示原因，右边的节点表示结果。
恒等、非、或、与的含义：
✧恒等：若a=1，则b=1；若a=0，则b=0；
✧非：若a=1，则b=0，若a=0，则b=1；
✧或：若a=1或b=1或c=1，则d=1；若a= b= c=0，则d=0；
✧与：若a= b= c=1，则d=1；若a=0或b=0或c=0，则d=0。
画因果图时，原因在左，结果在右，由上而下排列，并根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系，用上述基本符号连接起来。
在因果图中还可以引入一些中间节点。
利用上面的例子，根据原因和结果，可以画出相对应的因果图，如下图所示：
投入1元硬币
投入5角硬币
按下“橙
汁”按钮
按下“啤
酒”按钮
退还5角硬币
送出“啤酒”饮料
因果图
注意：在绘制因果图时，需要引入一些必要的表示中间状态的处理节点。
4.根据功能说明在因果图中加上约束条件
由于语法或环境限制，有些原因与原因之间、原因与结果之间的组合情况不可能出现。
为表明这些特殊情况，在因果图上用一些记号表明约束或限制条件。
因果图的约束条件如图所示：
E
互斥
I
包含
O
唯一
R
要求屏蔽
M
其中互斥、包含、唯一、要求时对原因的约束，屏蔽是对结果的约束。
他们的含义如下：
✧互斥：表示不同时为1，即a，b，c中至多只有一个1；
✧包含：表示至少有一个1，即a，b，c中不同时为0；
✧唯一：表示a，b，c中有且仅有一个1；
✧要求：表示若a=1，则b必须为1。
即不可能a=1且b=0；
屏蔽：表示若a=1，则b必须为0
完善上面的因果图，添加必要的约束条件，如原因①和原因②不能同时发生，也即1元硬币和5角硬币不会同时被投入到自动售货机内；而原因③和原因④也不能同时发生，因为程序的规格说明书规定，在投入硬币后，只能按下“橙汁”或“啤酒”的按钮。
添加约束条件的因果图如下图所示：
投入1元硬币
投入5角硬币
按下“橙汁
按下“啤酒
退还5角硬币
送出“橙汁”饮料
送出“啤酒”饮料
添加约束条件的因果图
E
5.根据因果图画出判定表
画判定表的方法一般比较简单，可以把所有原因作为输入条件，每一项原因（输入条件）安排为一行，而所有的输入条件的组合一一列出（真值为1，假值为0），对于每一种条件组合安排为一列，并把各个条件的取值情况分别添入判定表中对应的每一个单元格中。
例如，如果因果图中的原因有4项，那么，判定表中的输入条件则共有4行，而列数则为24=16。
确定好输入条件的取值之后，我们便可以很容易地根据判定表推算出各种结果的组合，也即输出，其中也包括中间节点的状态取值。
上述方法考虑了所有条件的所有组合情况，在输入条件比较多的情况下，可能会产生过多的条件组合，从而导致判定表的行数太多，过于复杂。
然而在实际情况中，由于这些条件之间可能会存在约束条件，所以很多条件的组合是无效的，也就是说，它们在判定表中也完全是多余的。
因此根据因果图画出判定表时，我们可以有意识地排除掉这些无效的条件组合，从而使判定表的列数大幅度减少。
例如，根据图所示的因果图，可以画出如表所示的判定表。
6.为判定表的每一列设计一个测试用例
即为从因果图中导出的判定表中的每一列设计一个测试用例。