黑盒测试用例设计方法之因果图法

（四）因果图法

定义：因果图法是一种利用图解法分析输入的各种组合情况，从而设计测试用例的方法，它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。

应用：

等价类划分法和边界值分析方法都是着重考虑输入条件，但没有考虑输入条件的各种组合、输入条件之间的相互制约关系。这样虽然各种输入条件可能出错的情况已经测试到了，但多个输入条件组合起来可能出错的情况却被忽视了。

如果在测试时必须考虑输入条件的各种组合，则可能的组合数目将是天文数字，因此必须考虑采用一种适合于描述多种条件的组合、相应产生多个动作的形式来进行测试用例的设计，这就需要利用因果图（逻辑模型）。

1.     因果图介绍

1)    4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。

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)    C1表示原因，通常置于图的左部；e1表示结果，通常在图的右部。C1和e1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.     因果图涉及的概念

1)    关系

Ø 恒等：若c1是1，则e1也是1；否则e1为0。

Ø 非：若c1是1，则e1是0；否则e1是1。

Ø 或：若c1或c2或c3是1，则e1是1；否则e1为0。“或”可有任意个输入。

Ø 与：若c1和c2都是1，则e1为1；否则e1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。

Ø 输入条件的约束有以下4类：

·        E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。

·        I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。

·        O约束（唯一）；a和b必须有一个，且仅有1个为1。

·        R约束（要求）：a是1时，b必须是1，即不可能a是1时b是0。

Ø 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。

3.     采用因果图法设计测试用例的步骤：

1)    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)    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)    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)    把判定表的每一列拿出来作为依据,设计测试用例。

实例1，字符

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。

解答：

1)    根据题意，原因和结果如下：

             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。

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。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。

实例2，自动售货机

有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机软件测试用例的设计。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

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

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。