Black Box Test Case Design Method

边界值分析法的应用

根据大量的测试统计数据,很多错误是发生在输入或输出范围的边界上,而不是发生在输入/输出范围的中间区域。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。

使用边界值分析方法设计测试用例,首先应确定边界情况。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。应当选取正好等于,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作为测试数据。

1.边界值分析法与等价类分析法的区别:

  • 边界值分析不是从某等价类中随便挑一个作为代表,而是使这个等价类的每个边界都 要作为测试条件。
  • 边界值分析不仅考虑输入条件,还要考虑输出空间产生的测试情况。

    例:测试计算平方根的函数

    --输入:实数

    --输出:实数

    --需求说明:当输入一个0或比0大的数的时候,返回其正平方根;当输入一个小于0的数时,显示错误信息"平方根非法-输入值小于0"并返回0;库函数Print-Line可以用来输出错误信息。

    A. 等价类划分:

     I.可以考虑作出如下划分:
     a、输入 (i)<0 和 (ii)>=0 
     b、输出 (a)>=0 和 (b) Error 
     II.测试用例有两个:
     a、输入4,输出2。对应于 (ii) 和 (a) 
     b、输入-10,输出0和错误提示。对应于 (i) 和 (b)
    

    B. 边界值分析:

     划分(ii)的边界为0和最大正实数;划分(i)的边界为最小负实数和0。由此 得到以下测试用例:
     a、输入 {最小负实数} 
     b、输入 {绝对值很小的负数}
     c、输入 0
     d、输入 {绝对值很小的正数}
     e、输入 {最大正实数}
    

2.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、重量、大小、 速度、方位、尺寸、空间等。
3.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。利用边界值作为测试数据。

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。

4.内部边界值分析:

在多数情况下,边界值条件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。

内部边界值条件主要有下面几种:

1)数值的边界值检验: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。

范围或值
位(bit) 0 或 1
字节(byte) 0 ~ 255
字(word) 0~65535(单字)或 0~4294967295(双字)
千(K) 1024
兆(M) 1048576
吉(G) 1073741824

2) 字符的边界值检验: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。如下列出了一些常用字符对应的ASCII码值。

字符 ASCII码值
空 (null) 0
空格 (space) 32
可输入的字符 33~126
0~9 48~57
A~Z 65~90
a~z 97~122

3)其它边界值检验:在不同的行业应用领域,依据硬件和软件的标准不同而具有各 自特定的边界值。如下列出部分手机相关的边界值:

硬件设备 范围或值
手机锂电池电压 工作电压:3.6~4.2V;保护电压:2.5~3V不等
手机正常使用温度 -25°C~+60°C

5.基于边界值分析方法选择测试用例的原则

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。

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。

例如,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。

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。

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。

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。