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用例设计之等价类

1. 等价类概念

等价类划分是一种典型的黑盒测试方法,其原理是把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。
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。并合理的假设,测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试。
等价类划分有两种不同的情况:

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<b>有效等价类</b>:指对于程序的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</b>:指对程序的规格说明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。
在设计测试用例时,要同时考虑有效等价类和无效等价类,以此验证软件在正常操作和异常操作时是否都能正常运行。

2.等价类原则

确定等价类的6条原则:

1、 在输入条件规定了取值范围或取值的个数的情况下,可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。

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例1:输入值是学生成绩,输入形式为文本框,要求的输入范围是0~100
有效等价类:0<=输入成绩<=100;
无效等价类1:输入成绩<0;
无效等价类2:输入成绩>100

2、 在输入条件规定了输入值的集合或者规定了“必须如何”的条件的情况下,可以确立一个有效等价类和一个无效等价类。

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例2:输入值是人员性别,输入形式为文本框,要求输入的内容必须在集合{男,女}中
有效等价类:性别=’男’ 或者 ‘女’
无效等价类:性别=’人妖’

3、在输入条件是一个布尔量的情况下,可以确立一个有效等价类和一个无效等价类。

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例3:输入值是状态标识位“是否完成”,输入形式为单选下拉框,选择范围为{是,否}
有效等价类:选项=’是’ 或者 ‘否’
无效等价类:未进行选择操作

4、在规定了输入数据的一组值(假设N个),并且程序要对每一个输入值进行处理的情况下,可以确立N个有效等价类和一个无效等价类。

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例4:输入值是人员性别,输入形式为文本框,要求输入的内容必须在集合{男,女}中;不同的性别选择将跳转至不同的处理页面
有效等价类1:性别=’男’
有效等价类2:性别=’女’
无效等价类:性别=’人妖’

5、在规定了输入数据必须遵守的规则的情况下,可以确立一个有效等价类(符合条件)和若干无效等价类(从各个角度违反规则)。

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例5:输入值是人员性别,输入形式为单选下拉框,要求输入的内容必须在集合{男,女}中;
有效等价类:性别=’男’ 或者 ‘女’
无效等价类1:未选择人员性别
无效等价类2:在浏览器开发工具中将人员性别的属性值更改为’人妖’

6、在确知已划分的等价类中各元素在程序处理中的方式不同的情况下,则应再将该等价类划分为更小的等价类。

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例6:在例2(输入值是人员性别,输入形式为文本框,要求输入的内容必须在集合{男,女}中)的基础上,不同的性别选择将跳转至不同的处理页面
有效等价类:性别=’男’ 或者 ‘女’
有效等价类细分1:性别=’男’
有效等价类细分2:性别=’女’
无效等价类:性别=’人妖’

3.确定测试用例

根据已列出的等价类表,按照如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,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。

4. 示例

Example 1

某程序具有如下功能:输入3个正数a、b、c,分别作为三边的边长构成三角形,输出这3个数所构成的三角形类型。
用等价类划分方法为该程序进行测试用例设计。

划分等价类

分析思路:

  • 步骤一、要求输入3个数,且3个数都为正数;参照规则5,划分为一个有效等价类和三个无效等价类。
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    有效等价类(1):a>0; b>0; c>0;
    无效等价类(2):a<=0
    无效等价类(3):b<=0
    无效等价类(4):c<=0
  • 步骤二、在有效等价类(1)的基础上,参照规则6,对该等价类进行细分;考察3个数能否构成三角形,参照规则5,划分为一个有效等价类和三个无效等价类。
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    3
    4
    有效等价类(5):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a
    无效等价类(6):a>0; b>0; c>0; a+b<=c
    无效等价类(7):a>0; b>0; c>0; b+c<=a
    无效等价类(8):a>0; b>0; c>0; a+c<=b
  • 步骤三、在有效等价类(5)的基础上,参照规则6,对该等价类进行细分;考察3个数能否构成等边三角形,参照规则2,划分为一个有效等价类和一个无效等价类。
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    2
    有效等价类(9):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; a=b=c
    无效等价类(10):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; a!=b 或 b!=c 或 c!=a
  • 步骤四、在无效等价类(10)的基础上,参照规则6,对该等价类进行细分;考察3个数能否构成等腰三角形,参照规则4,划分为三个有效等价类和一个无效等价类。
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    4
    有效等价类(11):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; a=b!=c
    有效等价类(12):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; b=c!=a
    有效等价类(13):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; c=a!=b
    无效等价类(14):a>0; b>0; c>0; a+b>c; a+c>b; b+c>a; a!=b; a!=c; b!=c

设计测试用例

序号 [a,b,c] 覆盖等价类 预期输出结果
覆盖有效等价类
1 [6,6,6] (1)(5)(9) 等边三角形
2 [3,3,5] (1)(5)(10)(11) 等腰三角形
3 [3,4,4] (1)(5)(10)(12) 等腰三角形
4 [4,5,4] (1)(5)(10)(13) 等腰三角形
覆盖无效等价类
5 [3,4,5] (1)(5)(14) 一般三角形
6 [-1,3,2] (2) 不能构成三角形
7 [3,-1,2] (3) 不能构成三角形
8 [3,2,-1] (4) 不能构成三角形
9 [1,2,3 (1)(6) 不能构成三角形
10 [3,1,2] (1)(7) 不能构成三角形
11 [1,3,2] (1)(8) 不能构成三角形

Example2

某程序具有如下功能:文本框要求输入日期信息,日期限定在1990年1月~2049年12月,并规定日期由6位数字字符组成,前4位表示年,后2位表示月;程序需对输入的日期有效性进行校验。
用等价类划分方法为该程序的“日期检查功能”设计测试用例。

划分等价类

  • 步骤一、要求输入6个数字字符yyyynn;参照规则5,划分为一个有效等价类和三个无效等价类。
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    有效等价类(1):输入6个数字字符
    无效等价类(2):输入6个字符,存在非数字的情况
    无效等价类(3):输入少于6个字符
    无效等价类(4):输入多于6个字符
  • 步骤二、在有效等价类(1)的基础上,参照规则6,对该等价类进行细分;考察6个数是否满足日期格式要求,1990<=yyyy<=2049,01<=nn<=12,参照规则,划分为一个有效等价类和四个无效等价类。
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    3
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    有效等价类(5):日期格式满足要求,1990<=yyyy<=2049,01<=nn<=12
    无效等价类(6):yyyy不满足要求,yyyy<1990
    无效等价类(7):yyyy不满足要求,yyyy>2049
    无效等价类(8):nn不满足要求,nn<01
    无效等价类(9):nn不满足要求,nn>12

设计测试用例

序号 yyyynn 覆盖等价类 预期输出结果
覆盖有效等价类
1 199307 (1)(5) 日期格式有效
覆盖无效等价类
2 19June (2) 日期格式无效
3 19Jun (3) 日期格式无效
4 19June2 (4) 日期格式无效
5 198805 (6) 日期格式无效
6 205005 (7) 日期格式无效
7 198800 (8) 日期格式无效
8 199513 (9) 日期格式无效
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