测试用例设计方法来源： 日期：[2021-04-28]
所谓的测试用例设计就是将软件测试的行为活动，做一个科学画的组织归纳。软件测试是有组织性、步骤性和计划性的，而设计软件测试用例的目的，就是为了能将软件测试的行为转换为可管理的模式。软件测试是软件质量管理中最实际的行动，同时也是耗时最多的一项。基于时间因素的考虑，软件测试行为必须能够加以量化，才能进一步让管理阶层掌握所需要的测试过程，而测试用例就是讲测试行为具体量化的方法之一。
简单的说，测试用例就是设计一个情况，必须能够正常运行并且达到程序所设计的执行结果。如果程序在这种情况下不能正常运行，而且这种问题会重复发生，那就便是软件程序人员已经测出软件有缺陷，这时间就必须将这个问题标示出来，并且输入到问题跟踪系统内，通知软件开发人员。软件开发人员接获通知后，将这个问题修改完成于下一个测试版本内，软件测试工程师取得新的测试版本后，必须利用同一个用例来测试这个问题，确保该问题已修改完成。
因为我们不可能进行穷举测试，为了节省时间和资源、提高测试效率，必须要从数量极大的可用测试数据中精心挑选出具有代表性或特殊性的测试数据来进行测试。
使用测试用例的好处主要体现在以下几个方面。
①在开始实施测试之前设计好测试用例，可以避免盲目测试并提高测试效率。
②测试用例的使用令软件测试的实施重点突出、目的明确。
③在软件版本更新后只需修正少部分的测试用例便可展开测试工作，降低工作强度，缩短项目周期。
④功能模块的通用化和复用化使软件易于开发，而测试用例的通用化和复用化则会使软件测试易于开展，并随着测试用例的不断精化其效率也不断攀升。
具体的黑盒测试用例设计方法包括等价类划分法、因果图法、边界值分析法、判定表驱动法、正交试验设计法、功能图法等。应该说，这些方法是比较实用的，但采用什么方法，在使用时自然要针对开发项目的特点对方法加以适当的选择。下面介绍3种常用的方法。
1.等价类划分
等价类划分是一种典型的黑盒测试方法。等价类是指某个输入域的集合。它表示对揭露程序中的错误来说，集合中的每个输入条件是等效的。因此我们只要在一个集合中选取一个测试数据即可。等价类划分的办法是把程序的输入域划分成若干等价类，然后从每个部分中选取少数代表性数据当作测试用例。这样就可使用少数测试用例检验程序在一大类情况下的反映。
在考虑等价类时，应该注意区别以下两种不同的情况:
有效等价类:有效等价类指的是对程序的规范是有意义的、合理的输入数据所构成的集合。在具体问题中，有效等价类可以是一个，也可以是多个。
无效等价类:无效等价类指对程序的规范是不合理的或无意义的输入数据所构成的集合。对于具体的问题，无效等价类至少应有一个，也可能有多个。确定等价类有以下几条原则:
如果输入条件规定了取值范围或值的个数，则可确定一个有效等价类和两个无效等价类。例如，程序的规范中提到的输入条包括“...项数可以从1到999...”，则可取有效等价类为“1到项数<999”，无效等价类为“项数<1，,及“项数>999”。
输入条件规定了输入值的集合，或是规定了“必须如何”的条件，则可确定一个有效等价类和一个无效等价类。如某程序涉及标识符，其输入条件规定“标识符应以字母开头..”则“以字母开头者”作为有效等价类，“以非字母开头”作为无效等价类。
如果我们确知，已划分的等价类中各元素在程序中的处理方式是不同的，则应将此等价类进一步划分成更小等价类。
输入条件有效等价类无效等价类。
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设计一个测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未覆盖的有效等价类。重复这一步，最后使得所有有效等价类均被测试用例所覆盖﹔
③设计一个新的测试用例，使其只覆盖一个无效等价类。重复这一步，使所有无效等价类均被覆盖。这里强调每次只覆盖一个无效等价类。这是因为一个测试用例中如果含有多个缺陷，有可能在测试中只发现其中的一个，另一些被忽视。
等价类划分法能够全面、系统地考虑黑盒测试的测试用例设计问题，但是没有注意选用一些“高效的”、“有针对性的”测试用例。后面介绍的边值分析法可以弥补这一缺点。
2.因果图
等价类划分法并没有考虑到输入情况的各种组合。这样虽然各个输入条件单独可能出错的情况已经看到了,但多个输入情况组合起来可能出错的情况却被忽略。采用因果图方法能帮助我们按一定步骤选择一组高效的测试用例，同时，还能为我们指出程序规范的描述中存在什么问题。
利用因果图导出测试用例需要经过以下几个步骤:分析程序规范的描述中哪些是原因，哪些是结果。原因常常是输入条件或是输入条件的等价类。结果是输出条件。
分析程序规范的描述中语义的内容，并将其表示成连接各个原因与各个结果的“因果图”。
由于语法或环境的限制，有些原因和结果的组合情况是不可能出现的。为表明这些特定的情况，在因果图上使用持殊的符号标明约束条件。把因果图转换成判定表。把判定表的每一列写成一个测试用例。
3.边值分析法
边值分析法是列出单元功能、输入、状态及控制的合法边界值和非法边界值,
设计测试用例，包含全部边界值的方法。典型的包括IF语句中的判别值，定义域、值域边界，末受控状态等。边值分析法是以边界情况的处理作为主要目标专门设计测试用例的方法。另外，边值分析不仅考查输入的边值,也要考虑输出的边值。这是从人们的经验得出的一种有效方法。人们发现许多软件错误只是在下标、数据结构和标量值的边界值及其上、下出现，运行这个区域的测试用例发现错误的概率很高。用边值分析法设计测试用例时，有以下几条原则:如果输入条件规定了取值范围,或是规定了值的个数，则应以该范围的边界内及刚刚超出范围的边界外的值，或是分别对最大、最小及稍小于最小、稍大于最大个数作为测试用例。如有规范“某文件可包含1至255”个记录.“，则测试用例可选1和255及0和256等。针对规范的每个输出条件使用原则，如果程序规范中提到的输入或输出域是个有序的集合(如顺序文件、表格等)就应注意选取有序集的第一个和最后一个元素作为测试用例。分析规范，尽可能找出可能的边界条件。一个典型的边值分析例子是三角形分类程序。选取a, b, c构成三角形三边，“任意两边之和大于第三边”为边界条件。边值分析相等价类划分侧重不同，对等价类划分是-一个补充。 如上述三角形问题,选取a=3, b=4, c=5，a=2, b=4, c=7则覆盖有效和无效等价类。如果能在等价类划分中注入边值分析的思想。在每个等价类中不只选取一个覆盖用例，而是进而选取该等价类的边界值等价类划分法将更有效，最后可以用边值分析法再补充--些测试用例。
