第3章(2)黑盒测试方法2-边界值分析法
黑盒测试常用的测试方法
⿊盒测试常⽤的测试⽅法⼀：说明1.1 等价类划⽅法1.2 边界值分析⽅法1.3 决策表⽅法1.4 错误推测⽅法1.4 因果图⽅法⼆：详解2.1 等价类划分⽅法定义：是把所有可能的输⼊数据,即程序的输⼊域划分成若⼲部分（⼦集）,然后从每⼀个⼦集中选取少数具有代表性的数据作为测试⽤例(⼦集中每个输⼊对发现软件错误都是等效的)。
该⽅法是⼀种重要的,常⽤的⿊盒测试⽤例设计⽅法。
等价类分类：(a) 有效等价类-->指对于软件规格说明来说，是合理的、有意义的输⼊数据构成的集合。
(b) ⽆效等价类-->与有效等价类相反，指对于软件规格说明⽽⾔，没有意义的、不合理的输⼊数据集合。
编写设计测试⽤例的步骤：(1) 根据被测对象的输⼊条件，确定等价类，包括有效等价类和⽆效等价类。
有效等价类：系统可以接受、认可的、正确的业务操作。
⽆效等价类：系统认为是⾮法的，不合理的输⼊。
(2) 将有效等价类、⽆效等价类进⾏编号。
有效等价类取交集，⽆效等价类取并集。
(3) 为每个等价类设计具体测试数据。
注：在实际测试过程中，不管是有效等价类，还是⽆效等价类，系统都要做出响应。
如输⼊合法邮箱名，系统应该能够接受；如输⼊⾮法邮箱名，系统应给予“邮箱名输⼊不合法，请重新输⼊！”等类似的错误提⽰。
案例：新浪邮箱名，其输⼊要求如下：1. 4~16个字符2. ⽀持英⽂⼩写、数字、下划线3. 不⽀持全部为数字或下划线案例解析：输⼊条件有效等价类⽆效等价类输⼊条件有效等价类⽆效等价类⽤户名字符数4~16(1)0(2)、0<个数<4(3)、>16(4)⽤户名组成英⽂⼩写(5)、数字(6)、下划线(7)⾮英⽂⼩写、数字、下划线(8)⽤户名⽀持格式不全为数字(9)、不全为下划线(10)全为数字(11)、全为下划线(12)邮箱名有效输⼊集合： (1) (5) (6) (7) (9) (10) 32jing_qfda ⽆效集合：(2) 邮箱名为空 (3) jby(4) jiangboyang_1987_12_22 (8) 江渤洋 (11) 1234567890 (12) __________最终测试⽤例：序号输⼊及操作说明期望的测试结果132jing_qfda 符合要求2邮件名为空⽤户名字符数不符合要求3jby4jiangboyang_1987_12_225江渤洋⽤户名组成不符合要求6@#%……7FDAY 81234567890⽤户名⽀持格式不符合要求9__________2.2 边界值分析⽅法定义：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。
黑盒测试技术
黑盒测试技术黑盒测试是软件测试中一种常用的测试技术，它是基于软件的输入和输出来验证软件系统的正确性。
与之对应的是白盒测试，白盒测试是基于程序内部结构的测试方法。
本文将详细介绍黑盒测试技术及其相关内容。
一、黑盒测试概述黑盒测试是一种功能驱动的测试方法，也被称为功能测试。
它不关注程序的内部逻辑和结构，而是重点验证软件系统的功能和用户预期输出是否一致。
黑盒测试通过输入一系列有效和无效的测试用例，观察系统的输出是否符合预期，以此评估程序的稳定性和可靠性。
黑盒测试的特点是独立于代码和内部结构，只根据功能需求进行测试，因此不需要关注具体实现细节。
这种独立性使得黑盒测试能够从用户的角度出发，更加客观地评估软件系统的正确性和可用性。
二、黑盒测试方法1. 等价类划分法等价类划分法是一种常用的黑盒测试方法，它将输入数据划分为若干等价类，每个等价类代表具有相同功能和行为的输入值。
然后从每个等价类中选择典型的测试用例进行测试。
等价类划分法能够大大减少测试用例的数目，提高测试效率。
例如，对一个登录功能进行测试，可以将用户名和密码的输入分为有效和无效两个等价类，进一步划分为长度合法和长度非法两个等价类，再进一步划分为包含特殊字符和不包含特殊字符的等价类。
然后从每个等价类中选择一个或多个测试用例进行测试。
2. 边界值分析法边界值分析法是一种通过测试输入的边界和特殊值来发现错误的黑盒测试方法。
在边界值分析法中，我们将输入的边界和特殊值作为测试用例，因为这些值往往是导致错误的源头。
例如，对于一个接受1到100之间整数输入的功能进行测试，我们可以选择1、100以及其他边界值（如0和101）作为测试用例。
这样做可以针对边界情况发现潜在的错误。
3. 决策表测试法决策表测试法是一种以决策表为基础的黑盒测试方法。
决策表是一种表格，用于表示系统的输入条件、动作和输出结果之间的关系。
通过测试决策表中的各种组合情况，可以发现系统中的逻辑错误和缺陷。
黑盒测试的设计方法
黑盒测试的设计方法黑盒测试是一种测试方法，旨在测试软件系统的功能和用户需求是否符合预期。
与白盒测试相比，黑盒测试专注于测试系统的外部行为，而不关心系统的内部实现细节。
在黑盒测试中，测试人员没有访问系统源代码的权限，只能基于软件规约和需求文档进行测试。
为了设计有效的黑盒测试用例，以下是几种常用的黑盒测试设计方法：1. 等价类划分法：等价类划分法是黑盒测试中最常用的设计方法之一。
它将输入域划分为多个等价类，每个等价类代表一组具有相同功能或行为的输入。
通过选择其中的一个或几个测试用例进行测试，可以有效地覆盖输入域的多个情况。
例如，对于一个要求输入年龄的系统，可以将年龄划分为负数、0-17岁、18-60岁和大于60岁等等等价类。
2. 边界值分析法：边界值分析法是一种特殊的等价类划分方法，它关注输入域的边界条件。
根据输入域的边界条件设计测试用例，可以更好地发现潜在的问题。
例如，对于一个要求输入1-100之间的数字的系统，边界值分析法会测试输入1和100，以确保系统在边界条件下的正常工作。
3. 因果图法：因果图法是一种图形化的设计方法，通过对系统的功能和用户需求进行建模，以便更好地理解系统的逻辑关系。
通过使用因果图，测试人员可以发现功能之间的依赖关系，从而设计测试用例。
因果图法通常用于复杂系统，可以帮助测试人员更好地理解和覆盖系统的功能。
4. 判定表法：判定表法是一种以规则和条件为基础的测试设计方法。
在判定表中，规则和条件被列举出来，并使用真值表来确定特定条件下的期望结果。
通过设计测试用例来测试不同条件的组合，可以有效地发现系统的问题。
判定表法特别适用于决策较多的系统，可以帮助测试人员设计高效的测试用例。
5. 错误推测法：错误推测法是一种基于经验的测试设计方法。
测试人员根据以往的经验和知识，推测系统中可能存在的问题，并设计测试用例来验证这些问题。
错误推测法是一种质量保证团队经常使用的方法，可以帮助捕获一些开发团队容易忽略的问题。
黑盒测试的方法
黑盒测试的方法黑盒测试是软件测试中的一种重要方法，它是在不考虑程序内部结构和实现细节的情况下，通过输入和输出来检查软件的功能和性能。
黑盒测试主要关注软件的功能是否符合需求，以及在各种输入条件下是否能产生正确的输出。
在进行黑盒测试时，测试人员需要根据软件的需求规格说明书和功能规格说明书，设计测试用例并进行测试，以验证软件是否符合用户需求。
下面将介绍一些常用的黑盒测试方法。
1. 等价类划分法。
等价类划分法是一种常用的黑盒测试方法，它将输入数据划分为若干个等价类，然后从每个等价类中选择一个代表性的数据进行测试。
这样可以有效地减少测试用例的数量，同时保证覆盖了各种情况。
例如，对于一个要求输入1到100之间的数字的软件，可以将输入数据划分为小于1、1到100之间、大于100这三个等价类，然后分别选择一个代表性的数据进行测试。
2. 边界值分析法。
边界值分析法是在等价类划分法的基础上，对边界值进行重点测试的一种方法。
因为通常情况下，软件在边界处容易出现错误。
例如，对于一个要求输入1到100之间的数字的软件，边界值为1和100，测试人员可以重点测试这两个边界值附近的情况，以确保软件在边界处能够正常工作。
3. 因果图法。
因果图法是一种用于描述软件功能和输入之间因果关系的图形化方法，它能够帮助测试人员理清软件功能之间的关联，从而设计出更加全面的测试用例。
通过因果图法，测试人员可以将软件的功能和输入条件进行组合，找出各种情况下的测试用例，以确保软件能够正常工作。
4. 判定表驱动法。
判定表驱动法是一种将各种输入条件和对应的输出结果进行组合的方法，通过设计判定表来指导测试用例的设计。
判定表中列出了各种输入条件和输出结果的组合情况，测试人员可以根据判定表来设计测试用例，并进行测试。
这种方法能够帮助测试人员全面地覆盖各种情况，确保软件的功能和性能都得到了验证。
总结。
在进行黑盒测试时，测试人员可以根据软件的需求规格说明书和功能规格说明书，选择合适的测试方法，并设计相应的测试用例进行测试。
软件黑盒测试报告
天津农学院软件测试课程实验报告——黑盒测试院系：计算机科学与信息工程学院专业：软件工程班级：12级软件4班______小组成员：王震 1208054413__许勇 1208054401___许帅杰 1208054408___吴世兵 1208054417__王艺 1208054418___一：实验内容：1. 系统地学习和理解黑盒测试的基本概念、原理，照我黑盒测试的基本技术和方法；2. 对一个已知的程序进行测试，这里用的网上小说阅读查询的系统。
3. 通过实验和应用，要逐步提高和运用黑盒测试技术解决世界测试问题的能力；这采用的是等价类划分法和边界值法两种黑盒测试常用的方法。
4. 完成试验并认真书写报告二，实验原理：黑盒测试是常用的软件测试的方法，用这种方法测试时，把被测试程序当做一个黑盒，在不考虑内部结构和内部特征性，测试者只知道该程序的输入和输出之间个关系或程序的功能的情况下，依靠能反应这一关系和程序功能需求规格的说明书，来确定测试永烈和推断测试结构的正确性。
软件的黑盒测试被用来证实软件功能的正确性和可操作性。
1. 划分等价类：等价类划分法是把程序的输入值划分成若干等价类，然后从每个类中选取少数代表性数据作为测试用例，使每一个类中的任何一个测试用例都能代表这个等价类中的其他数据。
也就是说，如果从某等价类中选出任意一个测试用例都能发现错误，就可以认为该类中其他测试用例也能发现错误，这样就不需要漫无边际地寻找测试用例，而是针对性地使用测试用例。
该方法是一种重要的、常用的黑盒测试用例设计方法。
2. 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。
通常边界值分析法是作为等价类划分法的补充，这种情况下，其测试用例来自等价类的边界。
3. 功能图法：一个程序的功能说明通常动态说明和静态说明组成。
动态说明描述了输入数据的次序和转移的次序。
静态说明描述了输入条件和输出条件之间的对应关系。
对于复杂的程序，由于存在大量的组合情况，因此仅用静态说明组成的规格说明对于测试来说往往是不够的，必须用动态说明来补充功能说明。
第三章 黑盒测试
无效等价类
无效等价类是指对程序规格说明， 是不合理或无意义的输入数据所构成的 集合。 利用无效等价类，可以检查程序功 能和性能的实现是 否有不符合规格说 明要求的地方。 对于具体的问题，无效等价类至少应有 一个，也可能有多个。
等价类划分
根据已列出的等价类表，按以下步骤确 定测试用例： 1）为每个等价类规定一个唯一的编号。 2) 设计一个新的测试用例，尽可能多地覆盖 尚未被覆盖的有效等价类，重复这一步，直 到测试用例覆盖了所有的有效等价类。 3) 设计一个新的测试用例，使其覆盖并且只 覆盖一个还没有被覆盖的无效等价类。重复 这一步，直至测试用例覆盖了所有的无效等 价类。
对闰年问题 给予更多的注意
标准等价类测试用例：
测试用例
Test1 Test2 Test3 Test4
Month
4 5 2 4
Day
15 29 30 31
Year
2000 1996 2002 2000
预期输出
4/16/2000 5/30/1996 2/31/2002(不可能的日期) 5/1/2000(不可能的输入日期）
健壮性等价类测试用例
等价类划分测试举例
1. 三角形问题的等价类测试用例
（1）传统等价类划分测试用例设计
在三角形问题中，输入条件要求：
● 整数； ● 三个数； ● 取值在1到100之间
仔细分析三角形问题，可得出其等价类表。
1
三角形问题的等价类
号码 无效等价类 号码
有效等价类
整数
1
一边为非整数 二边为非整数 三边均为非整数
因此，变量x1和x2，的无效值分别为： x1<a，x1>d 无效等价类 和 x2<e，x2>g
黑盒测试方法2边界值分析法
<xmin,ynom>; <xmin+,ynom>; <xmax,ynom>; <xmax-,ynom>;
<xnom,ynom>;
整理课件
12
Y
c
d
a
bX
有两个输入变量的程序F的边界
值分析测试用例
整理课件
Logo
13
标准性(一般性)测试 Logo
对于一个含有n个变量的程序，保留其中一个变 量，让其余的变量取正常值，被保留的变量 依次取min、min+、nom、max-、max值，对每 个变量都重复进行。这样，对于一个有n个变 量的程序，边界值分析测试程序会产生4n+1 个测试用例。
15
健壮性测试 Logo
• 边界值分析测试的一种扩展，除了取5个边 界值外，还需要考虑采用一个略超过最大 值(max+)及略小于最小值(min-)的取值， 检查超过极限值时系统的情况
• 健壮性测试最有意义的部分不是输入，而 是预期的输出
整理课件
16
健壮性测试 Logo
• 对于一个含有n个变量的程序，保留其中一 个变量，让其余的变量取正常值，被保留 的变量依次取min、min+、min-,nom、max-、 max, max+值，对每个变量都重复进行。这 样，对于一个有n个变量的程序，边界值分 析测试程序会产生6n+1个测试用例。
x1 d
c a
b
整理课件
x2
35
习题： Logo
• 找零钱最佳组合
•
假设商店货品价格(R) 都不大于100元
（且为整数），若顾客付款(P)在100元内，现有
第三章 黑盒测试-边界值分析[20页]
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边界值分析方法选择测试用例原则
2)如果输入条件规定了值的个数,则用最大个数, 最小个数,比最小个数少一,比最大个数多一的数 作为测试数据。 比如，一个输入文件应包括1~255个记录，则测试 用例可取1和255，还应取0及256等。
因此，对于有n个变量的函数采用 健壮性测试需要6n+1个测试用例。
健壮性边界值测试用例
4、边界值分析举例
–（1）三角形问题的边界值分析测试用例 设计
• 边长是整数，下界1，上界100
测试用例
A
B
C
预期结果
T01
60
60
1
等腰三角形
T02
60
60
2
等腰三角形
T03
60
60
60
等边三角形
T04
50
用输入变量的 ➢ 最小值(min)、 ➢ 略大于最小值(min+)、 ➢ 输入值域内的任意值(nom)、 ➢ 略小于最大值(max-)和 ➢ 最大值(max)
来设计测试用例。
边界值分析测试用例 推论：对于有n个变量的函数用边界值分析需要4n+1个测试用例。
边界值分析法是基于可靠性理论中称 为“单故障”的假设，即有两个或两个以 上故障同时出现而导致软件失效的情况很 少，也就是说，软件失效基本上是由单故 障引起的。
测试用例 TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 TC7 TC8 TC9 TC10 TC11 TC12 TC13 TC14 TC15 TC16 TC17 TC18 TC19
x
y
z
1
10
10
2
10
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边界值分析法的原则
Logo
• 2)如果输入条件规定了值的个数,则用最大 个数,最小个数,比最小个数少一,比最大个 数多一的数作为测试数据。
• 比如，一个输入文件应包括1~255个记录， 则测试用例可取1和255，还应取0及256等。
边界值分析法的原则
•
Logo
3)将规则1）和2）应用于输出条件，即设计测试 用例使输出值达到边界值及其左右的值。
Logo
• 对16-bit 的整数而言 32767 和 -32768 是 边界 • 屏幕上光标在最左上、最右下位置 • 报表的第一行和最后一行 • 数组元素的第一个和最后一个 • 循环的第 0 次、第 1 次和倒数第 2 次、 最后一次
边界值分析法的原则
Logo
• 1)如果输入条件规定了值的范围,则应取刚达到这 个范围的边界的值,以及刚刚超越这个范围边界的 值作为测试输入数据。 • 例如，如果程序的规格说明中规定："重量在10公 斤至50公斤范围内的邮件，其邮费计算公式为 ……"。作为测试用例，我们应取10及50，还应取 10.01,49.99,9.99及50.01等。
健壮最坏情况测试
x1 d
Logo
c
a
b
x2
习题：
Logo
• 找零钱最佳组合 • 假设商店货品价格(R) 都不大于100元 （且为整数），若顾客付款(P)在100元内，现有 一个程序能在每位顾客付款后给出找零钱的最佳 组合（找给顾客货币张数最少）。 假定此商店的 货币面值只包括：50元(N50)、10元(N10)、 5元 (N5)、1元(N1) 四种。 • 请结合等价类划分法和边界值分析法 为上述程序设计 出相应的测试用例。
Logo
• 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。 • N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
健壮最坏情况测试
Logo
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nom，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。
软件测试
第3章 黑盒测试方法
——边界值分析法
目 录
1 2 3 4 5 复习 边界值分析法概要 为什么使用边界值分析法 边界值分析法的思想 边界值分析法设计测试用例
Logo
第一部分：复习
弱一般等价类测试
Logo
强一般等价类测试 等价类划分法
弱健壮等价类测试
强健壮等价类测试
划分法
特点
Logo
弱一般等价类测试 不考虑无效等价类，选取的测试用 例只需覆盖到有效等价类。 强一般等价类测试 不考虑无效等价类，选取测试用例 时，要根据等价类笛卡儿积，各有 效区间的组合都要覆盖到
最坏情况测试
Logo
• 使用这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。
最坏情况测试
x1
Logo
d
c a b x2
最坏情况测试
<xmin,ynom>; <xmin-,ynom>; <xmin+,ynom>; <xmax,ynom>; <xmax-,ynom>; <xmax+,ynom>;
练习2：
Logo
• 有函数f(x,y,z)，其中x∈[1900,2100]，y∈[1,12]， z∈[1,31]的。请写出该函数采用边界值分析法设计 的测试用例。 • { <2000,6,1>, <2000,6,2>, <2000,6,0><2000,6,30>, <2000,6,31>, <2000,6,29><2000,1,15>, <2000,2,15>, <2000,0,15>,<2000,11,15>, <2000,12,15>, <2000,13,15><1900,6,15>, <1901,6,15>, <1899,6,15><2099,6,15>, <2100,6,15>, <2101,6,15><2000,6,15> }
Logo
为什么使用边界值分析法？
• 无数的测试实践表明，大量的故障往往发 生在输入定义域或输出值域的边界上，而 不是在其内部。因此，针对各种边界情况 设计测试用例，通常会取得很好的测试效 果。 • 例如，一个循环条件为“≤”时，却错写 成“<”；计数器发生少计数一次。
边界值分析测试的基本思想
Logo
Logo
有两个变量x、y的程序的输入域
c
Y
d
a
b
X
有两个变量x、y的程序的输入域
Logo
有两个输入变量的程序F的边界 <xnom,ymin+>; <xnom,ymax>; <xnom,ymax->;
<xnom,ynom>;
<xmin,ynom>; <xmin+,ynom>; <xmax,ynom>; <xmax-,ynom>;
• 例如，某程序的规格说明要求计算出"每月保险 金扣除额为0至1165.25元"，其测试用例可取 0.00及1165.24、还可取一0.01及1165．26等。 再如一程序属于情报检索系统，要求每次" 最少显示1条、最多显示4条情报摘要"，这时我 们应考虑的测试用例包括1和4，还应包括0和5等。
边界值分析法的原则
Logo
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,则应选取集合的第一个元 素和最后一个元素作为测试用例。
5)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 值作为测试用例。 6)分析规格说明,找出其它可能的边界条件。
3、最坏情况测试
Logo
• 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。
• 故障往往出现在输入变量的边界值附近。例如， 一个循环条件为“≤”时，却错写成“<”；计数 器发生少计数一次。 • 基于可靠性理论中称为“单故障”的假设，即有 两个或两个以上故障同时出现而导致软件失效的 情况很少，也就是说软件失效基本上是由单故障 引起的。
Logo
怎样用边界值分析法设计测试用例？
Logo
预期输出
year超出[1912,2050]
1912.6.16 1913.6.16 1975.6.16 2049.6.16 2050.6.16
year超出[1912,2050]
Logo
测试用例
Test8 Test9 Test10 Test11 Test12 Test13
month
6 6 6 6 6 6
• 边界值分析测试的一种扩展，除了取5个边 界值外，还需要考虑采用一个略超过最大 值(max+)及略小于最小值(min-)的取值， 检查超过极限值时系统的情况 • 健壮性测试最有意义的部分不是输入，而 是预期的输出
健壮性测试
Logo
• 对于一个含有n个变量的程序，保留其中一 个变量，让其余的变量取正常值，被保留 的变量依次取min、min+、min-,nom、max-、 max, max+值，对每个变量都重复进行。这 样，对于一个有n个变量的程序，边界值分 析测试程序会产生6n+1个测试用例。
练习1：
Logo
• 有二元函数f(x,y)，其中x∈[1,12]， y∈[1,31]。 • 则采用边界值分析法设计的测试用例是：
{ <1,15>, <2,15>, ><11,15>, <12,15>, <6,15>, <6,1>, <6,2>, <6,30>, <6,31>, }
健壮性测试
Logo
NextDate函数的边界值分析测试用例
测试用例 Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 month 6 6 6 6 6 6 6 day 15 15 15 15 15 15 15 year 1911 1912 1913 1975 2049 2050 2051
弱健壮等价类测试 基于单缺陷假设，考虑无效等价类， 选取的测试用例要覆盖每一个有效 等价类和无效等价类，但时不能同 时覆盖两个无效等价类。 强健壮等价类测试 每个无效等价类和有效等价类的组 合都要覆盖到，考虑所有的有效和 无效情况。
Logo
边界值分析法概要
• 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。通常边界 值分析法是作为对等价类划分法的补充， 这种情况下，其测试用例来自等价类的边 界。
（1）首先确定边界情况。通常输入或输出等 价类的边界就是应该着重测试的边界情况。 （2）选取正好等于、刚刚大于或刚刚小于边 界的值作为测试数据，而不是选取等价类 中的典型值或任意值。
边界值分析法设计测试用例
Logo
假设有两个变量x和y的程序，x、y在下列范 围内取值：a≤x≤b c≤y≤d 区间[a,b]和[c,d]是x、y的值域，程序F的输 入定义域图所示，即带阴影矩形中的任何 点都是程序F的有效输入。