第7章03 黑盒测试及用例生成
5.1 黑盒测试概述
黑盒测试是一种==基于规格说明==（Spec）、不要求考察代码、以用户视角进行的测试。又称功能测试、基于规格说明的测试。
黑盒测试依据：
- 需求规格说明；
- 用户视角；
- 输入与输出关系；
- 明确需求和隐含需求。
黑盒测试特点：
- 与软件具体实现无关，代码变化时测试用例仍可能复用；
- 测试用例设计可与软件实现并行；
- 能发现其他测试遗漏的逻辑缺陷，如因果关系问题；
- 适用于单元、集成、系统、回归等多个阶段。
黑盒测试步骤：
- 熟悉规格说明书，理解测试需求；
- 生成测试用例；
- 执行测试；
- 判定测试结果。
5.2 黑盒测试与白盒测试区别
第二次小测已考：黑盒测试可以检测需求文档不完整导致的功能缺失问题；白盒测试在系统测试阶段也常需要与黑盒测试结合。
负面测试没有覆盖率
用尽可能少的测试用例发现尽可能多的缺陷
5.3 A等价类划分
等价类定义
等价类是输入域的某个子集，该子集中的每个输入数据对揭露软件错误都是等效的。测试等价类中的一个代表值，通常可代表该类其他值。
另一种表达：如果软件行为对一组值相同，则这组值称为等价类；产生相同预期输出的一组输入值叫一个等价类划分。
有效等价类和无效等价类
等价类划分准则
客观题重点。
根据等价类生成测试用例
课件步骤：
- 分析输入条件；
- 根据准则确定有效等价类和无效等价类；
- 从等价类中选取样本数据覆盖所有等价类；
- 根据需求写预期结果；
- 执行测试。
重点规则：
- 每个有效等价类都要覆盖；
- 每个无效等价类都要==单独覆盖==。
等价类划分主观题答题模板
- 写出被测功能的输入条件和输出要求。
- 按范围、集合、个数、规则等分类划分有效等价类和无效等价类。
- 画等价类表：编号、输入条件、等价类类型、代表数据、预期结果。
- 设计测试用例：有效等价类可尽量合并覆盖；无效等价类单独覆盖。
- 给出预期输出和错误处理结果。
- 检查是否遗漏边界值，必要时说明边界值分析作为补充。
常见扣分点：
- 只列有效类，不列无效类；
- 多个无效等价类放在一个测试用例里，导致不能定位错误来源；
- 忘记写预期结果；
- 没有根据题目规格划分，而是凭经验泛泛分类。
5.4 B因果图分析
基本含义
因果图法是一种系统化黑盒测试用例设计方法，通过分析输入条件（原因）与输出结果（效果）之间的逻辑关系来生成测试用例。
基本流程：
$$ 规格说明书 \rightarrow 因果图 \rightarrow 判定表 \rightarrow 测试用例 $$
原因、结果与逻辑关系
原因和结果的 4 种关系：
- 恒等；
- 非；
- 或；
- 与。
约束
课件列出 4 种输入约束和 1 种输出约束。
因果图主观题答题模板
- 从题干提取所有原因 C1、C2、... 和结果 E1、E2、...。
- 标注原因与结果之间的恒等、非、或、与关系。
- 标注原因之间或结果之间的约束，如互斥、包含、唯一。
- 枚举原因组合，删除违反约束或不可能的组合。
- 将有效组合转换为判定表。
- 每条有效规则生成一个测试用例，条件项作为输入，动作项作为预期输出。
常见扣分点：
- 不列原因/结果编号；
- 忘记删除违反约束的组合；
- 因果图和判定表不一致；
- 判定表规则没有转化为测试用例。
5.5 判定表法
判定表组成
第二次小测已考：判定表包含条件项和动作桩/动作项。
课件表述：原因是判定表中的条件，结果是判定表中的行动；判定规则是原因与结果的组合。
根据判定表生成测试用例
- 判定表中的条件：测试用例输入条件；
- 判定表中的行动：测试用例预期输出；
- 一条判定规则：一个测试用例。
判定表简化
课件明确：
- 简化目标：合并相似规则；
- 相似规则判断：两条或以上规则具有相同动作，并且条件项之间高度相似，可以合并；
-表示合并后该条件项与取值无关，称为无关条件。
判定表法主观题答题模板
- 列条件桩：把所有输入条件写成行。
- 列动作桩：把所有可能输出或处理动作写成行。
- 枚举条件组合，形成初始规则列。
- 删除不可能规则或违反约束的规则。
- 根据规则填写动作项。
- 合并动作相同且条件高度相似的规则，用
-表示无关条件。 - 每条最终规则生成一个测试用例。
5.6 C边界值分析
基本思想
边界值分析法是对输入域边界值进行测试的黑盒测试方法，通常==作为等价类划分的补充==，测试用例来自等价类的边界。
软件的两个主要缺陷源：1）条件；2）边界
使用方法：
- 首先确定边界情况；
- 选取正好等于、刚刚大于、刚刚小于边界的值作为测试数据；
- 不选等价类中的任意典型值替代边界值。
常见边界值例子：
- 数值范围的最小值和最大值；
- 报表第一行、最后一行；
- 第一列、最后一列；
- 文件第一个记录、最后一个记录。
测试用例数量公式
课件明确给出：
基本边界测试：
$$ 4n+1 $$
健壮性边界测试：
$$ 6n+1 $$
其中 $n$ 是存在边界值的参数个数。
注意：用户要求中提到“最坏情况边界值分析”和“健壮最坏情况边界值分析”，但在本次可提取课件文本中未找到对应公式展开。闭卷复习时，本笔记只把课件明确出现的 $4n+1$ 和 $6n+1$ 作为必背公式。
单变量、多变量、分段区间
边界值分析主观题答题模板
- 写出每个输入变量的有效范围。
- 找出每个变量的下边界、上边界和必要的分段边界。
- 选择基本边界或健壮性边界，并写明公式。
- 对每个变量列出边界附近取值。
- 生成测试用例表：编号、输入、选择理由、预期输出。
- 对无效边界值写清错误提示或拒绝处理。
5.7 本章主观题方法总表
5.8 小测关联
第二次小测已考：
- 判定表包含条件项、动作桩；
- 年龄验证中无效等价类；
- 边界值分析 $4n+1$ 的测试数据选择；
- 黑盒与白盒的辨析。
5.9 本章复习检查题
填空题
- 黑盒测试是一种基于________、不要求考察代码、以用户视角进行的测试。
- 因果图法通过分析输入条件（）与输出结果（）之间的逻辑关系生成测试用例。
- 健壮性边界测试公式为________。
选择题
- 对输入范围 [1,100] 做基本边界测试，最典型的取值应包含：A. 50 B. 1、2、99、100 和正常值 C. 仅 1 和 100 D. 随机 5 个值
- 判定表中一条规则通常对应：A. 一个测试用例 B. 一个模块 C. 一个缺陷 D. 一个代码分支
判断题
- 每个无效等价类都应尽量单独覆盖。
- 边界值分析通常是等价类划分的补充。
- 因果图转换为判定表时，不需要考虑约束。
参考答案
- 填空：规格说明；原因、效果/结果；$6n+1$。
- 选择：B；A。
- 判断：对；对；错。