黑盒测试用例设计模式-因果图

胖虎

一、概念

        因果图用于描述系统的输入输出、以及输入和输出之间的因果关系、输入和输出之间的约束关系。

        因果图的绘制过程是对被测系统外部特征的建模过程。根据系统输入输出之间的因果图可以得到判定表，
从而规划出测试用例。

因果图和判定表两种方法在实际使用中结合紧密，往往同时使用，此时可以理解因果图为判定表的前置过程。
对于一些简单的系统，

或输入与输出已经非常明确的系统，判定表可以单独使用。

        因果图需要描述下面的一些关系：

        1.输入与输出之间的因果关系。因果图的表示中输入与输出间的因果关系有四种：

            1）恒等关系：当输入项发生，会产生对应输出，当输入项不发生时，不会产生对应输出。

            2）非关系：与恒等关系相反

            3）或关系：多个输入条件中，只要有一个发生，则会产生对应输出。

            4）与关系：多个输入条件中，只有所有输入项发生时，才会产生对应输出。



        对应的因果图表示方法如下：



        图1



        2.输入与输入之间的约束关系。因果图的表示中输入与输入之间的约束关系有四种：

            1）异：所有输入中至多一个输入条件发生。

            2）或：所有输入中至少一个输入条件发生。

            3）唯一：所有输入中有且只有一个输入条件发生。

            4）要求：所有输入中只要有一个输入条件发生，则其它输入也会发生。



        对应的因果图表示方法如下：



        图2





二、应用

1.实施步骤：

1）标识输入和输出

逐项分析测试子项的测试规格，找出其中的输入和输出并标识出来，其中要注意以下几点：

      1.输入需要包括外部消息输入、内部预置的用户状态、数据配置等所有对系统输出有影响的因素；

      2.输入和输出项只涉及两种取值的，可以只做为一个标识出来。若输入项涉及多种取值，每个取值需
要作为一个输入标识出来；

      3.标识符可以自己确定，但输入与输出需要独立标识。

2）画出因果图

      1.根据特性测试需求分析和SRS等参考文档，针对每项测试子项的测试规格，分析输入与输出之间，输
入与输入之间的关系，

根据这些关系，画出因果图。

      2.由于语法或环境限制，有些输入与输入之间，输入与输出之间的组合情况不可能出现。为表明这些
特殊情况，在因果图上用一

些记号表明约束或限制条件。

3）将因果图转换为判定表

      1.将输入和输出分别填入条件桩和动作桩，并在条件项填满输入的所有组合，若输入有n项，则组合的
列数应为2的n次方列；

      2.根据因果图中的输入条件约束关系，对不可能出现的输入组合，在动作项上做出删除标记；

      3.根据因果图中的输入与输出的因果关系，在动作项上标出对应的动作结果。

4）简化判定表（可选）

        简化判定表是将相似规则（表中的列）进行合并，以减少测试用例，但是会损失测试用例的充分性。

        简化的过程：找出判定表中输出完全相同的两列，观察它们的输入是否相似，例如只有一个输入不同时，
说明不管该输入取何值

输出都是一样的，也就是说该输入对输出是无影响的，因此可以将这两列合并为一列。

5）生成测试用例

        简化后的判定表的每一列可以规划为一个测试用例，它的输入和输出一目了然。

2.案例：

        因此方法工作实践中从未使用过，所以暂不添加案例，待以后有了工作实践后再补充。



3.实际应用：

        通过画因果图能更好的让测试人员了解需求，看懂需求，并更快的生成判定表，因此因果图法通常作为
一种辅助方法。

当能很快得到判定表时，就不需要使用因果图了。只有当处理过程过于复杂，不太容易看清时才会使用因果图。





三、总结

        此方法普遍适用于各种类型特性的测试设计。

优点：

1.充分考虑了输入条件之间的组合，对组合情况覆盖充分。

2.最终每个用例覆盖多种输入情况，有利于提高测试效率。

3.设计过程中，对输入条件间的约束关系做了考虑，避免了无效用例，用例的有效性高。

4.能够同时得出每个测试项目的预期输出。



缺点：

1.当被测试特性输入较多时，判定表的规模会非常大。

2.输入之间的约束条件不能有效区分输入是否确实需要进行组合测试，会造成不需要组合测试的输入做了组
合，从而产生用例冗余。



说明：

        前面已经提到特性输入多时，会造成因果图和判定表规格庞大。考虑到每个特性可以细分为若干功能流
程，而这些功能流程都有

自己各自的输入，功能流程间的输入是不需要进行组合的。因此，为了简化工作量，在应用因果图方法前建议
对特性进行尽可能的

功能流程细分，然后再对每个功能流程采用本方法。