因果图法.docx
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因果图法.docx
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因果图法
测试用例设计—因果图法
1.引言
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用例。
这就需要利用因果图(逻辑模型)。
因果图(Cause-EffectGraphing)提供了一个把规格转化为判定表的系统化方法,从该图中可以产生测试数据。
其中原因是表示输入条件,结果是对输入执行的一系列计算后得到的输出。
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。
2.因果图介绍
2.1图例说明
1、4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。
如图2-1所示。
图2-1因果图关系
2、因果图中使用了简单的逻辑符号,以直线联接左右结点。
左结点表示输入状态(或称原因),右结点表示输出状态(或称结果)。
3、ci表示原因,通常置于图的左部;ei表示结果,通常在图的右部。
ci和ei均可取值0或1,0表示某状态不出现,1表示某状态出现。
2.2因果图概念
1、关系(图2-1因果图关系)
①恒等:
若ci是1,则ei也是1;否则ei为0。
②非:
若ci是1,则ei是0;否则ei是1。
③或:
若c1或c2或c3是1,则ei是1;否则ei为0。
“或”可有任意个输入。
④与:
若c1和c2都是1,则ei为1;否则ei为0。
“与”也可有任意个输入。
2、约束
输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系,称为约束。
例如,某些输入条件本身不可能同时出现。
输出状态之间也往往存在约束。
在因果图中,用特定的符号标明这些约束。
如图2-2所示。
图2-2因果图约束
A.输入条件的约束有以下4类:
①E约束(异):
a和b中至多有一个可能为1,即a和b不能同时为1。
②I约束(或):
a、b和c中至少有一个必须是1,即a、b和c不能同时为0。
③O约束(唯一);a和b必须有一个,且仅有1个为1。
④R约束(要求):
a是1时,b必须是1,即不可能a是1时b是0。
B.输出条件约束类型
输出条件的约束只有M约束(强制):
若结果a是1,则结果b强制为0。
2.3因果图法设计步骤
1、分析待测得系统规格,找出原因与结果
分析软件规格说明描述中,那些是原因(即输入条件或输入条件的等价类),那些是结果(即输出条件),并给每个原因和结果赋予一个标识符。
2、画出因果图
分析软件规格说明描述中的语义。
找出原因与结果之间,原因与原因之间对应的关系。
根据这些关系,画出因果图。
3、标记约束或限制条件
由于语法或环境限制,有些原因与原因之间,原因与结果之间的组合情况下不可能出现。
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。
4、把因果图转换为判定表。
5、用判定表中的每一项生成测试用例。
3.因果图
3.1实例一
某软件规格说明书包含这样的要求:
第一列字符必须是A或B,第二列字符必须是一个数字,在此情况下进行文件的修改,但如果第一列字符不正确,则给出信息L;如果第二列字符不是数字,则给出信息M。
1、对说明进行分析,得到原因和结果:
原因:
1:
第一列字符是A;
2:
第一列字符是B;
3:
第二列字符是一数字。
结果:
21:
修改文件;
22:
给出信息L;
23:
给出信息M。
2、其对应的因果图如下:
11为中间节点;考虑到原因1和原因2不可能同时为1,因此在因果图上施加E约束,如图3-1所示。
图3-1实例一的因果图
3、根据因果图建立判定表。
表中8种情况的左面两列情况中,原因①和原因②同时为1,这是不可能出现的,故应排除这两种情况。
4、把判定表的每一列拿出来作为依据,设计测试用例
我们把表的最下一栏给出了6种情况的测试用例,这是我们所需要的数据。
3.2实例二
有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机用例的设计。
其规格说明如下:
若投入5角钱或1元钱的硬币,押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮,则相应的饮料就送出来。
若售货机没有零钱找,则一个显示〖零钱找完〗的红灯亮,这时在投入1元硬币并押下按钮后,饮料不送出来而且1元硬币也退出来;
若有零钱找,则显示〖零钱找完〗的红灯灭,在送出饮料的同时退还5角硬币。
1、分析这一段说明,列出原因和结果:
这本身只是一个实例,只是用来,其实其设计说明还是存在好多漏洞的,例如:
如果售货机里没有饮料了怎么办?
原因:
1、售货机有零钱找
2、投入1元硬币
3、投入5角硬币
4、押下橙汁按钮
5、押下啤酒按钮
结果:
21、售货机〖零钱找完〗灯亮
22、退还1元硬币
23、退还5角硬币
24、送出橙汁饮料
25、送出啤酒饮料
2、画出因果图,如图3-2所示。
所有原因结点列在左边,所有结果结点列在右边。
建立中间结点,表示处理的中间状态。
中间结点:
11、投入1元硬币且押下饮料按钮
12、押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮
13、应当找5角零钱并且售货机有零钱找
14、钱已付清
图3-2售货机因果图
3、转换成判定表:
4、在判定表中,阴影部分表示因违反约束条件的不可能出现的情况,删去。
第16列与第32列因什么动作也没做,也删去。
最后可根据剩下的16列作为确定测试用例的依据。
3.3实例三
NextData函数的精简决策表
M1={月份:
每月有30天}
M2={月份:
每月有31天,12月除外}
M3={月份:
2月}
M4={月份:
12月}
D1={日期:
1<=日期<=27}
D2={日期:
28}
D3={日期:
29}
D4={日期:
30}
D5={日期:
31}
Y1={年:
年是闰年}
Y2={年:
年不是闰年}
输入变量间存在大量逻辑关系的NextData决策表。
分析这一段说明,列出原因(条件)和结果:
原因(条件):
M1={月份:
每月有30天}
M2={月份:
每月有31天,12月除外}
M3={月份:
2月}
M4={月份:
12月}
D1={日期:
1<=日期<=27}
D2={日期:
28}
D3={日期:
29}
D4={日期:
30}
D5={日期:
31}
Y1={年:
年是闰年}
Y2={年:
年不是闰年}
结果:
输入的日期无效,例如:
2008-4-30;2007-2-29;2008-2-30;2008-2-31;
日前为1;
月份为1;
日期+1;
月份+1;
年份+1;
该图没有考虑无效日期的情况。
输入条件过于庞大,个人觉得将其分成4部分利于编写判定表,每个Mi对应一张表。
这里就不过多描述了。
这里大家可以尝试用正交试验法解决。
3.4实例四
以中国象棋中马的走法为例子,具体说明:
1、如果落点在棋盘外,则不移动棋子;
2、如果落点与起点不构成日字型,则不移动棋子;
3、如果落点处有自己方棋子,则不移动棋子;
4、如果在落点方向的邻近交叉点有棋子(绊马腿),则不移动棋子;
5、如果不属于1-4条,且落点处无棋子,则移动棋子;
6、如果不属于1-4条,且落点处为对方棋子(非老将),则移动棋子并除去对方棋子;
7、如果不属于1-4条,且落点处为对方老将,则移动棋子,并提示战胜对方,游戏结束。
1、对说明进行分析,得到原因和结果:
原因:
1、落点在棋盘外;
2、不构成日字;
3、落点有自方棋子;
4、绊马腿;
5、落点无棋子;
6、落点为对方棋子;
7、落点为对方老将。
结果:
21、不移动;
22、移动;
23、移动己方棋子消除对方棋子;
24、移动并战胜对方。
2、根据分析出来的原因和结果,我们可以画出因果图,如下:
11这个结点称做中间结点,是为了让因果图的结构更加明了,简化因果图导出的判定表。
组合过于庞大(2的7次方)通过中间结点11,将判定表分成两部分,简化判定表如下:
将无用的组合去掉。
将上面两张表根据潜在的约束条件,再次修整,得到如下图:
4.因果图法优缺点
4.1优点
1、能够帮助我们按照一定步骤,高效的选择测试用例,设计多个输入条件组合用例
2、因果图分析还能为我们指出,软件规格说明描述中存在的问题
4.2缺点
1、输入条件与输出结果的因果关系,有时难以从软件需求规格说明书得到。
2、即时得到了这些因果关系,也会因为因果关系复杂导致因果图非常庞大,测试用例数目及其庞大。
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