黑盒测试_边界值分析法

引入

一个软件无论实现怎样各种各样丰富的功能，其内部实现都不可避免的对各种各样的数据范围进行界定与判断，从而针对不同的数据范围进行所需的处理，从而实现软件的需求。而由于需求界定不准确、设计不严密、程序书写手误等原因，对于这些数据范围边界的判断是软件极容易出错的地方，使软件做出错误的处理。从而无法满足软件需求。

针对于这种情况，软件测试中有一个测试方法叫做边界值法，这个方法也是经常被测试人员提到，我们下面来看看这个方法具体的操作方法。

 

为什么会有边界值分析法？

长期的测试工作经验告诉我们，大量的错误是发生在输入或输出范围的边界上，而不是发生在输入输出范围的内部。

例如：

程序员只处理了1-10位的情况，忘记对10位进行处理；

程序员把≤误写成了＜，计数器发生少计数一次。

 

边界值分析法

对输入或输出的边界值进行测试的一种黑盒测试方法。

是作为对等价类划分法的补充，这种情况下，其测试用例来自等价类的边界。

 

边界点

1、边界是指相对于输入等价类和输出等价类而言，稍高于、稍低于其边界值的一些特定情况。

2、边界点分为上点、内点和离点。

 

边界值分析法＆等价类划分法

边界值分析使用与等价类划分法相同的划分，只是边界值分析假定错误更多地存在于划分的边界上，因此在等价类的边界上以及两侧的情况设计测试用例。

 

如何选择测试数据？（原则）

1、如果输入条件规定了值的范围，则应取刚达到这个范围的边界值，以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据。

例如：程序的规格说明中规定：“重量在10公斤至50公斤范围内的邮件，其邮费计算公式为……”。

测试数据取7个点应取10、25及50，还应取10.01,49.99,9.99及50.01

测试数据取5个点赢取10、25及50，还应取9.99及50.01

重量可以是小数，没有规定小数点个数时默认取两位

2、如果输入条件规定了值的个数，则用最大个数，最小个数，比最小个数少1，比最大个数多1的数作为测试数据。

例如，一个输入文件应包括1-255个记录。

测试数据可取1和255，还应取0及256等

3、根据规格中每个输出条件，使用原则1，如果输出条件规定了值的范围，则应取刚达到这个范围的边界值，以及刚刚超越这个范围边界的值作为测试输入数据。

例如，程序的规格说明要求计算出“每月绩效奖金为0至1165.25元”。

测试用例可取0.00及1165.25，还可取-0.01及1165.26等。

4、根据规格中每个输出条件，使用原则2，如果输出条件规定了值的个数，则用最大个数、最小个数，比最小个数少1，比最大个数多1的数作为测试数据。

例如，情报检索系统，要求每次“最少显示1条、最多显示4条情报摘要”。

这时我们应考虑的测试用例包括1和4，还应包括0和5等。

5、如果程序中使用了一个内部数据结构，则应当选择这个内部数据结构的边界上的值作为测试用例。

例如，程序系统设计文档中，上传的图片：图片格式、图片名字、图片大小、图片是否有效…

6、分析规格说明，找出其他可能的边界条件

例如，特殊边界值：默认值、空值、空格、零、无效数据等

 

边界值检验的主要类型

边界类型

输入

数字

最大、最小

字符

首位、末位

位置

上、下

重量

最高、最低

速度

最快、最慢

方位

最高、最低

尺寸

最长、最短

空间

空、满

…

…

在多数情况下，边界值条件是基于应用程序的功能设计而需要考虑的因素，可以从软件的需求规格或常识中得到，也是最终用户可以很容易发现问题的。

 

还有没有从软件规格说明中看不到的边界值呢？

内部边界值

有些边界值条件在软件内部，用户几乎看不到，但同时确实属于检验范畴内的边界条件，成为内部边界条件或次边界值条件。

常见的内部边界值条件有下面两种：

数值的边界值

字符的边界值

在实际的测试用例中，需要将基本的软件设计要求和程序定义的要求结合起来，即结合基本边界值条件和内部边界值条件来设计有效的测试用例。

 

内部边界值（1）：数值的边界值

计算机是基于二进制进行工作的，因此，软件的任何数值运算都有一定的范围限制。

项

范围或值

位（bit）

0或1

字节（byte）

0-255

字（Word）

0-65535（单字）或0-4294967295（双字）

例如，程序有一个输入变量x的范围是（0,10000），但是在程序内部，当想x≤255时，用一个字节表示，当x>255时用一个字表示，那么，255就是一个内部边界值。

 

边界条件设计测试用例步骤

1、确定边界情况

通常输入或输出等价类的边界就是应该着重测试的边界情况。

2、选取测试数据

选取正好等于、刚刚大于或刚刚小于边界的值作为测试数据，而不是选取等价类中的典型值或任意值。

例如：程序的规格说明中规定：“重量在10公斤至50公斤范围内的邮件，其邮费计算公式为……”。

测试数据取7个点应取10、25及50，还应取10.01,49.99,9.99及50.01

测试用例

X

输入数据

预期输出

T1

Xmin-

9.99

F1

T2

Xmin

10

F2

T3

Xmin+

10.01

F3

T4

Xnom

25

F4

T5

Xmax-

49.99

F5

T6

Xmax

50

F6

T7

Xmax+

50.01

F7

例如：对于函数F（x1，x2），其输入变量x1和x2的取值边界定义如下：

a≤x1≤b；c≤x2≤d

其中两个变量都为正数。

编号

X1

X2

F（x1，x2）

1

ab

c

F(ab,c)

2

ab

d

F(ab,d)

3

ab

cd

 

4

ab

c-

 

5

ab

d+

 

6

a

cd

 

7

b

cd

 

8

a-

cd

 

9

b+

cd

 

 

边界条件测试用例设计法

基于边界的方法是根据定义域来实现的，最终演变成一般边界值条件测试、健壮性测试、最坏情况测试和健壮最坏情况测试四种技术。

1、一般边界值条件测试：（1）每次保留程序中一个变量，让其余的变量取正常值，被保留的变量依次取min、min+、nom、max-、max

（2）对程序中的每个变量重复（n个变量的测试用例个数为4n+1个）

2、健壮性测试：（1）每次保留程序中一个变量，让其余的变量取正常值，被保留的变量依次取min-、min、min+、nom、max-、max、max+。

（2）对程序中的每个变量重复（n个变量的测试用例个数为6n+1个）

3、最坏情况测试：（1）所有变量均可去min、min+、nom、max-、max+这五个边界值中的任何一个。（组合）

（2）测试用例为五个集合的笛卡尔乘积。对于一个n变量函数，该方法生成的测试用例数为5的n次方个。

4、健壮最坏情况测试：（1）所有变量均可取min-、min、min+、nom、max-、max、max+这7个边界值中的任何一个。

（2）测试用例为7个集合的笛卡尔乘积。对于一个n变量函数，该方法生成的测试用例数为7的n次方个。