全程软件测试（二十三）：测试用例设计—正交试验法—读书笔记

内容导航：

全程软件测试（二十三）：测试用例设计—正交试验法—读书笔记

软件测试用例的几种设计方法

求高手帮忙分析下关于软件测试的正交实验设计法~

常见的软件测试用例设计方法有哪些

一、全程软件测试（二十三）：测试用例设计—正交试验法—读书笔记

正交试验法简介

正交试验设计（Orthogonal Experimental Design）是针对多因素多水平的一种设计方法，它根据正交性从全面试验中挑选部分有代表性的点进行试验，它们具备“均匀分散，齐整可比”的特点。正交试验设计是分式析因设计的主要方法，同样也是一种高效、快速、经济的试验设计方法。

在一项试验中，影响试验结果的量称为试验因素，简称因素。试验结果可以看成是因素的函数。在试验过程中，每个因素都可处于不同的状态或状况，将因素所处的状态或状况称为因素的水平，简称水平。

日本著名统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合罗列成表格，此表格被称为正交表。例如，三因素三水平试验，按全面试验要求，在尚未考虑每一组合重复数的情况下，需要进行33=27种组合的试验；若按 L9（33）正交表进行试验，只需要进行9次，大大减少了工作量。因此正交试验法在很多领域的研究中得到广泛应用。

正交表简介与使用

1.正交表的概念

正交表是一整套规则的设计表格，记为Ln（mk）。其中L为正交表的代号， n是表的行数，即要试验的次数；k是表的列数，即最多可安排因素的个数；m是各因素的水平数。

2.正交表的性质

正交表具有两个重要性质：每列中不同数字出现的次数相等；任意两列中，数字的排列方式齐全且均衡。凡满足上述两条性质的表叫作正交表。常用的正交表，二水平的有 L4（23）、L8（27）和L16（215），三水平的有L9（34）、L18（37）、L27（313）等。

3.利用正交表进行试验

接下来举例说明如何进行试验以及如何分析试验结果。

为提高某种产品的产量，试验者选择了三个有关因素，分别是操作方式、温度、洗涤时间，假设各因素间无交互作用。

首先要明确试验目的，确定试验指标，选择因素，选取水平。

通过分析研究，确定影响产量的是操作方式、温度和洗涤时间三个因素，分别用A、B、C表示。根据经验，每个因素各选取三个水平。将因素水平罗列，具体如下表所示。

提高产品产量的三个因素

然后选用正交表，列出试验方案。

上表中共有三个因素，每个因素有三个水平，三水平以表 L9（34）所需试验次数最少，并且最多可安排四个因素，因此选用表L9（34）。

正交表的种类

1.等水平正交表

等水平正交表即各列水平数均相同的正交表，又称单一水平正交表。等水平正交表的表示形式如下图所示。

等水平正交表的表示形式

各列水平数均为2的常用正交表有L4（23）、L8（27）、L16（215）等。

各列水平数均为3的常用正交表有L9（34）、L27（313）、L81（340）等。

各列水平数均为4的常用正交表有L16（45）、L64（421）、L256（485）等。

各列水平数均为5的常用正交表有L25（56）、L125（531）、L625（5156）等。

2.混合水平正交表

各列水平数不相同的正交表，又称混合水平正交表。混合水平正交表的表示形式如下图所示。

混合水平正交表的表示形式

常用的混合水平正交表有 L8（41×24）、L16（44×23）、L16（41×212）。

3.正交表的正交性

正交表的正交性包含整齐可比性和均衡分散性。

整齐可比性：在同一张正交表中，每个因素的每个水平出现的次数完全相同。试验中每个因素的每个水平与其他因素的每个水平有相同概率参与试验，可在最大程度上排除其他因素水平的干扰，因此能最有效地进行比较和做出展望，可以较为轻松地得到好的试验条件。

均衡分散性：在同一张正交表中，任意两列的水平搭配是完全相同的。如此保证了试验条件均衡地分散在因素水平的所有组合之中，因此具有较强的代表性，可以较为轻松地得到好的试验条件。

利用正交试验法设计测试用例

利用正交试验法设计测试用例的步骤如下。

1.提取功能说明，构造因素状态表

因素是影响试验指标的条件，因素的状态指试验因素的取值。

首先需要根据被测软件的规格说明书，找出影响其功能实现的操作对象和外部因素，将其当作因素，并将各因素的取值当作状态。划分软件需求规格说明书中的功能要求，将整体的、概要性的功能要求分解成具体的、相对独立的、基本的功能要求，如此可确定被测软件中所有的因素，并为确定每个因素的权值提供参考依据。

确定因素与状态是设计测试用例的关键，因此要求尽可能全面、正确地确定取值，使测试用例完整有效。

2.加权筛选，生成因素分析表

对因素与状态的选择可根据其重要程度进行加权，根据各因素及状态的作用、出现频率以及测试需要程度确定权值。

3.利用正交表构造测试数据集

与等价类划分、边界值分析、因果图等方法相比，使用正交试验法设计测试用例有以下优点：节省测试工作工时；可控制生成的测试用例数量；测试用例具有一定的覆盖率。

在使用正交试验法时，需要考虑被测软件中需要测试的功能点，这些功能点就是要获取的因素。但每个功能点需要输入的数据根据等价类划分有多个，即每个因素的输入条件（状态或水平）。

例 某企业内部要进行薪资核算，功能描述如下：

学历分为大专、本科、硕士；

职称分为初级、中级、高级；

工作年限分为1～3年、3～5年、5年以上。

根据上述功能说明，列出薪资构成因素表，如下表所示。

薪资构成因素表

根据以上内容，为了方便测试的设计，构造因素状态表，如下表所示。

因素状态表

根据上述因素状态表画出布尔图，如下图所示。

布尔图

测试对象为3因素（A、B、C），均为3状态。因此，采用3因素3状态正交表较为合适，如下表所示。

正交表

从上表我们可以看出，因素的每种状态组合都是唯一的，每个因素出现的次数是相同的，符合正交表的原则。接下来用每一个字母代号对应的状态情况代替字母代号，完成测试用例设计的因素和状态的组合，如下表所示。

因素状态表

上表中，每一行代表一个测试用例。上述示例通过正交试验法分析后，得到了9个具有代表性的测试用例，大大减少了用例的数量，而测试指标依然符合要求，提高了整体的测试效率。

一、软件测试用例的几种设计方法

一、等价类划分法

所谓「等价」，就是具有相同属性或者方法的集合，这个集合中某个个体所表现的特征与其他个体完全一致。

由此可知，等价类划分就是将所有可能的输入数据，划分成若干个等价类，然后从每个部分中选取具有代表性的数据当做测试用例进行合理的分类，分为有效等价类和无效等价类。

例如，规定的用户名长度区间为4～8个字，那么它的有效等价类是用户名长度在[4,8]，无效等价类为用户名长度大于8位，或用户名长度小于4位。

二、边界值

测试经验告诉我们，在测试有时会涉及到大量的数据，遍历所有数据会使测试效率低下，如果是手工执行，更加难以覆盖所有数据。这时更有效率的做法是，先划分等价类，再从等价类中选择部分参数测试，边界值是等价类所有可选参数中最容易出问题的地方，所以我们一般会选择边界值作为测试的重点，边界值法的应用步骤如下：

1.先根据等价类法划分有效等价类和无效等价类，确定上点、离点及内点。上点是边界上的点，离点是离上点最近的点，内点则是边界有效范围内的任意一点。同样以用户名长度为4～8位为例，4和8为上点，3和9为离点，6则为内点。

2.设计一个新的测试用例，使其尽可能地覆盖所有尚未覆盖的有效等价类，直到所有有效等价类完全覆盖。

3.设计一个新的测试用例，使其仅覆盖一个无效等价类，直到所有无效等价类都被覆盖。

三、判定表法

判定表又称策略表、决策表，能表示输入条件的组合，以及与每一输入组合对应的动作组合。判定表法适合逻辑判断比较复杂的场景，通过穷举条件获得结果，对结果再进行优化合并，具体又明确地表达复杂地逻辑关系和多种条件组合情况。

判定表主要由条件桩和动作桩两部分组成。条件桩是功能要满足地所有条件，动作桩则是所有可能的操作以及产生的结果。

判定表能够将复杂的问题按照各种可能的情况全部列举出来，简明并避免遗漏。其缺点是判定表的建立过程较烦杂，当条件过多时，需要分析的逻辑组合呈2的倍数增长。测试工程师可根据实际情况与等价类划分法、边界值法结合使用。

四、正交试验法

正交试验法是研究多因素、多水平组合的一种实验法，它是利用正交表来对实验进行设计，通过少数的实验替代全面实验。正交表中所有参与试验的、影响试验结果的条件成为因子，影响试验因子的取值或输入的成为水平。

在设计测试用例时，采用正交试验法能够有效地、合理地减少测试的工作量与和成本。正交试验的一般流程包括以下几个步骤：

1）分析测试需求，获取因子和水平

2）根据因子和水平选择合适的正交表

3）替换正交表中的因子和水平，获取试验次数

4）根据经验或者其他因素补充试验次数

5）细化输出获得测试用例

以上是一些常见的测试用例设计方法，希望能够解答你的问题。

二、求高手帮忙分析下关于软件测试的正交实验设计法~

先确定各个字段输入项，例如“关键字”可通过等价类的方法确定输入项，在根据每个字段的输入个数，寻找合适的正交表编写测试用例，相关正交表可查看：

三、常见的软件测试用例设计方法有哪些

1. 等价类划分
常见的软件测试面试题划分等价类: 等价类是指某个输入域的子集合.在该子集合中,各个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的.并合理地假定:测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试.因此,可以把全部输入数据合理划分为若干等价类,在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件,就可以用少量代表性的测试数据.取得较好的测试结果.等价类划分可有两种不同的情况:有效等价类和无效等价类.
2. 边界值分析法
边界值分析方法是对等价类划分方法的补充。测试工作经验告诉我,大量的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内部.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.
3. 错误推测法
基于经验和直觉推测程序中所有可能存在的各种错误, 从而有针对性的设计测试用例的方法.
错误推测方法的基本思想: 列举出程序中所有可能有的错误和容易发生错误的特殊情况,根据他们选择测试用例. 例如, 在单元测试时曾列出的许多在模块中常见的错误. 以前产品测试中曾经发现的错误等, 这些就是经验的总结。还有, 输入数据和输出数据为0的情况。输入表格为空格或输入表格只有一行. 这些都是容易发生错误的情况。可选择这些情况下的例子作为测试用例.
4. 因果图方法
前面介绍的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.
5. 正交表分析法
有时候，可能因为大量的参数的组合而引起测试用例数量上的激增，同时，这些测试用例并没有明显的优先级上的差距，而测试人员又无法完成这么多数量的测试，就可以通过正交表来进行缩减一些用例，从而达到尽量少的用例覆盖尽量大的范围的可能性。
6. 场景分析方法
指根据用户场景来模拟用户的操作步骤，这个比较类似因果图，但是可能执行的深度和可行性更好。
白盒测试用例设计的关键是以较少的用例覆盖尽可能多的内部程序逻辑结果
黑盒法用例设计的关键同样也是以较少的用例覆盖模块输出和输入接口。不可能做到完全测试，以最少的用例在合理的时间内发现最多的问题
详细的描述一个测试活动完整的过程。1. 项目经理通过和客户的交流，完成需求文档，由开发人员和测试人员共同完成需求文档的评审，评审的内容包括：需求描述不清楚的地方和可能有明显冲突或者无法实现的功