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任务1 黑盒测试之等价类划分法

【任务需求】

【问题】例：某报表处理系统要求用户输入处理报表的日期，日期限制在2003年1月至2008年12月，即系统只能对该段期间内的报表进行处理，如日期不在此范围内，则显示输入错误信息。系统日期规定由年、月的6位数字字符组成，前四位代表年，后两位代表月。如何用等价类划分法设计测试用例, 来测试程序的日期检查功能？

【实验效果图】

• 有效等价类：
  • 年份在有效范围内且月份在有效范围内：代表符合系统要求能正常处理的日期范围，即 2003 年 1 月至 2008 年 12 月的所有日期组合。例如 200301、200812 等。
• 无效等价类：
  • 年份小于 2003 年：如 200212 等，输入的年份早于系统限定的起始年份，不符合要求。
  • 年份大于 2008 年：像 200901 等，输入的年份超出了系统限定的结束年份，不应被接受。
  • 月份小于 1 月：例如 200300，输入的月份小于有效范围的起始月份，属于无效输入。
  • 月份大于 12 月：比如 200313，超出了正常月份的范围，不符合日期规范。
  • 非 6 位数字字符组成：像 abc123、2003-01（包含非数字字符或格式不符合要求）等情况，不符合系统规定的输入格式。

测试用例编号	输入日期值	预期输出结果	是否通过测试（示例，实际需执行后填写）	等价类划分
1	200301	系统正常处理该日期对应的报表	（待执行测试确认）	有效等价类（规定范围内正常日期）
2	200812	系统正常处理该日期对应的报表	（待执行测试确认）	有效等价类（规定范围内正常日期）
3	200212	显示输入错误信息	（待执行测试确认）	无效等价类（年份小于规定起始年份）
4	200901	显示输入错误信息	（待执行测试确认）	无效等价类（年份大于规定结束年份）
5	200300	显示输入错误信息	（待执行测试确认）	无效等价类（月份小于规定起始月份）
6	200313	显示输入错误信息	（待执行测试确认）	无效等价类（月份大于规定结束月份）
7	123abc	显示输入错误信息	（待执行测试确认）	无效等价类（输入非 6 位数字字符）

任务2 白盒测试之逻辑覆盖

【任务需求】

【问题】假设有一个简单的Java函数，用于计算两个数的最大值，并考虑边界条件和异常情况。函数代码如下：

（1）给出满足语句覆盖和条件组合覆盖的测试用例。

（2）设计驱动程序main函数，运行题（1）中的测试用例，并将测试结果截图。

【实验效果图】

1. 语句覆盖和条件组合覆盖的测试用例
   1. 语句覆盖：
      1. 语句覆盖要求程序中的每一条可执行语句至少被执行一次。
      2. 对于给定的max函数，有三条可执行语句：return a;（当a > b时），return b;（当a < b时），return a;（当a == b时）。
      3. 测试用例：
         1. 输入a = 5, b = 3，预期结果：5（覆盖a > b的情况）。
         2. 输入a = 3, b = 5，预期结果：5（覆盖a < b的情况）。
         3. 输入a = 5, b = 5，预期结果：5（覆盖a == b的情况）。
   2. 条件组合覆盖：
      1. 条件组合覆盖要求考虑所有可能的条件组合。
      2. 在max函数中，有两个条件：a > b和a < b。
      3. 可能的条件组合：
         1. a > b为真，a < b为假（a > b）。
         2. a > b为假，a < b为真（a < b）。
         3. a > b为假，a < b为假（a == b）。
      4. 测试用例：
         1. 输入a = 5, b = 3，预期结果：5（覆盖a > b）。
         2. 输入a = 3, b = 5，预期结果：5（覆盖a < b）。
         3. 输入a = 5, b = 5，预期结果：5（覆盖a == b）。

将测试给代码运行截图得

任务3 白盒测试之基本路径覆盖

【任务需求】

【问题】有一个程序，根据用户输入的三个边长（a, b, c）来判断这三个边长是否能构成三角形，并进一步判断该三角形的类型（等边三角形、等腰三角形或普通三角形）。如果不能构成三角形，则输出相应的提示信息。

（1）给出被测模块的程序流程图。

（2）设计满足基本路径覆盖的测试用例设计。

【实验效果图】

（2）设计满足基本路径覆盖的测试用例设计。

• 基本路径覆盖要求覆盖程序中所有可能的独立路径。
• 对于上述程序，有以下几条独立路径：
  • 路径 1：输入边长，判断能构成三角形，判断为等边三角形
    • 测试用例：a = 3, b = 3, c = 3
    • 预期输出：“等边三角形”
  • 路径 2：输入边长，判断能构成三角形，判断为等腰三角形（非等边）
    • 测试用例：a = 3, b = 3, c = 4
    • 预期输出：“等腰三角形”
  • 路径 3：输入边长，判断能构成三角形，判断为普通三角形
    • 测试用例：a = 3, b = 4, c = 5
    • 预期输出：“普通三角形”
  • 路径 4：输入边长，判断不能构成三角形
    • 测试用例：a = 1, b = 2, c = 4
    • 预期输出：“不能构成三角形！”

【实验思考】

1. 白盒测试与黑盒测试的区别？
2. 三种黑盒测试方法比较？

1. 白盒测试与黑盒测试的区别

（1）测试对象的关注点

• 白盒测试：
  • 白盒测试主要关注程序的内部结构和逻辑。它是基于代码的测试，测试人员需要了解程序内部的代码实现细节，如编程语言、算法、数据结构、控制流和数据流等。例如，在测试一个排序算法时，白盒测试人员会检查算法的实现步骤，如比较和交换元素的操作是否正确执行。
  • 测试用例的设计是根据程序的内部逻辑来进行的，通常会覆盖程序中的不同执行路径、条件分支、循环等结构，以确保程序的每个部分都能正确运行。
• 黑盒测试：
  • 黑盒测试侧重于软件的外部功能，不关心程序内部的实现细节。测试人员将软件系统看作一个 “黑盒子”，只关注软件的输入和输出。例如，对于一个在线购物系统，黑盒测试人员主要关注用户的操作（如添加商品到购物车、下单、支付等）以及系统相应的反馈（如购物车内容更新、订单确认信息、支付成功提示等）。
  • 测试用例的设计是基于软件的功能需求规格说明书，通过对各种可能的输入情况进行组合和分析，来验证软件是否满足功能要求。

（2）测试用例设计方法

• 白盒测试：
  • 常用的设计方法包括语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、路径覆盖等。例如，路径覆盖要求设计的测试用例能够覆盖程序中所有可能的执行路径。以一个简单的 if - else 语句嵌套循环的程序为例，测试人员需要找出所有可能的路径组合，包括不同条件下循环的执行次数和路径走向。
• 黑盒测试：
  • 主要有等价类划分法、边界值分析法、错误推测法等。等价类划分法是将输入数据划分为有效等价类和无效等价类，然后从每个等价类中选取代表数据进行测试。例如，在测试一个要求输入年龄（18 - 60 岁）的系统功能时，18 - 60 岁这个区间就是有效等价类，小于 18 岁和大于 60 岁就是无效等价类。

（3）测试人员所需知识

• 白盒测试：
  • 要求测试人员具备较强的编程知识，能够读懂和理解程序代码。他们需要熟悉编程语言的语法、数据类型、控制结构等，并且要了解程序所采用的算法和数据结构。例如，测试一个用 Java 编写的复杂数据处理程序，测试人员需要精通 Java 语言。
• 黑盒测试：
  • 测试人员更侧重于业务知识和功能需求的理解。他们需要清楚软件系统的功能用途、用户操作流程和预期的输出结果。对于一个企业资源规划（ERP）软件，黑盒测试人员要了解企业的业务流程，如采购、销售、库存管理等环节的功能需求。

（4）发现的缺陷类型

• 白盒测试：
  • 能够发现程序内部逻辑错误，如算法错误、条件判断错误、循环终止条件错误等。例如，在一个计算利息的程序中，白盒测试可能会发现计算复利的算法实现有误。
• 黑盒测试：
  • 主要发现功能缺陷，如软件功能不符合需求规格说明书的要求、用户界面不友好、系统对异常输入处理不当等。例如，在一个手机应用程序中，黑盒测试可能会发现某个功能按钮点击后没有正确的响应，或者在输入特殊字符时系统出现崩溃。

1. 三种黑盒测试方法比较

（1）等价类划分法

• 优点：
  • 可以有效减少测试用例的数量。通过将输入数据划分为等价类，只需要从每个等价类中选取少数代表性的测试数据，就能够在一定程度上覆盖所有可能的输入情况。例如，在测试一个输入范围为 1 - 100 的整数输入框时，不需要对 1 - 100 中的每个整数进行测试，只需要从有效等价类（1 - 100）和无效等价类（小于 1 和大于 100）中选取几个典型数据即可。
  • 能够关注输入数据的范围和边界，有助于发现边界附近的错误。因为在划分等价类时，边界值往往是划分的关键依据。
• 缺点：
  • 可能会遗漏一些特殊情况。虽然等价类划分能够覆盖大部分情况，但有些复杂的、特殊的输入组合可能没有被充分考虑。例如，在测试一个包含多个输入字段的表单时，某些输入字段之间可能存在相互关联的特殊情况，这些情况可能在划分等价类时被忽略。
  • 对于等价类的划分需要一定的经验和对需求的深入理解，如果划分不合理，会导致测试用例不全面或冗余。

（2）边界值分析法

• 优点：
  • 着重关注边界情况，而边界值往往是程序最容易出错的地方。例如，在测试一个循环结构，循环次数的边界值（如最小次数、最大次数）是测试的重点，通过测试这些边界值能够有效地发现程序在边界条件下的错误。
  • 可以作为等价类划分法的补充，与等价类划分法结合使用能够更全面地测试软件。通常在等价类的边界上选取测试数据，能够更好地保证测试的完整性。
• 缺点：
  • 只关注边界值，可能会忽略非边界情况。如果程序在非边界值的输入情况下也存在错误，边界值分析法可能无法发现这些错误。
  • 对于复杂的、多变量的输入情况，边界值的确定和组合会变得复杂。例如，对于一个有多个输入参数且每个参数都有自己的边界的函数，确定所有边界值的组合来进行测试是一项繁琐的工作。

（3）错误推测法

• 优点：
  • 充分利用测试人员的经验和直觉。测试人员根据以往的测试经验、对软件功能的理解以及对常见错误的认识，推测软件可能出现错误的地方，然后有针对性地设计测试用例。例如，对于一个文件上传功能，测试人员根据经验推测可能在文件格式不支持、文件过大、网络不稳定等情况下出现错误，从而设计相应的测试用例。
  • 可以发现一些其他测试方法不易发现的错误。尤其是对于一些特殊的、与业务逻辑紧密相关的错误，或者是在软件设计和实现过程中容易被忽略的细节错误。
• 缺点：
  • 对测试人员的经验和能力依赖较大。如果测试人员经验不足或对软件系统的了解不够深入，可能会遗漏很多可能出现错误的情况。

推测的准确性难以保证。即使是经验丰富的测试人员，也很难保证能够准确地推测出所有可能的错误情况，而且软件的复杂性也可能导致一些新的、未被推测到的错误出现。