黑盒測試（Black-box Testing，又稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試）是把測試對象看作一個(gè)黑盒子。利用黑盒測試法進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試時(shí)，需要測試軟件產(chǎn)品的功能，不需測試軟件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過程。

采用黑盒技術(shù)設(shè)計(jì)測試用例的方法有：等價(jià)類劃分、邊界值分析、錯(cuò)誤推測、因果圖和綜合策略。

黑盒測試注重于測試軟件的功能性需求，也即黑盒測試使軟件工程師派生出執(zhí)行程序所有功能需求的輸入條件。黑盒測試并不是白盒測試的替代品，而是用于輔助白盒測試發(fā)現(xiàn)其他類型的錯(cuò)誤。

黑盒測試試圖發(fā)現(xiàn)以下類型的錯(cuò)誤：

1）功能錯(cuò)誤或遺漏；

2）界面錯(cuò)誤；

3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤；

4）性能錯(cuò)誤；

5）初始化和終止錯(cuò)誤。

一、黑盒測試的測試用例設(shè)計(jì)方法

·等價(jià)類劃分方法

·邊界值分析方法

·錯(cuò)誤推測方法

·因果圖方法

·判定表驅(qū)動(dòng)分析方法

·正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

·功能圖分析方法

等價(jià)類劃分:

是把所有可能的輸入數(shù)據(jù),即程序的輸入域劃分成若干部分（子集）,然后從每一個(gè)子集中選取少數(shù)具有代表性的數(shù)據(jù)作為測試用例.該方法是一種重要的,常用的黑盒測試用例設(shè)計(jì)方法.

1) 劃分等價(jià)類: 等價(jià)類是指某個(gè)輸入域的子集合.在該子集合中,各個(gè)輸入數(shù)據(jù)對于揭露程序中的錯(cuò)誤都是等效的.并合理地假定:測試某等價(jià)類的代表值就等于對這一類其它值的測試.因此,可以把全部輸入數(shù)據(jù)合理劃分為若干等價(jià)類,在每一個(gè)等價(jià)類中取一個(gè)數(shù)據(jù)作為測試的輸入條件,就可以用少量代表性的測試數(shù)據(jù).取得較好的測試結(jié)果.等價(jià)類劃分可有兩種不同的情況:有效等價(jià)類和無效等價(jià)類.

有效等價(jià)類:是指對于程序的規(guī)格說明來說是合理的,有意義的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成的集合.利用有效等價(jià)類可檢驗(yàn)程序是否實(shí)現(xiàn)了規(guī)格說明中所規(guī)定的功能和性能.

無效等價(jià)類:與有效等價(jià)類的定義恰巧相反.

設(shè)計(jì)測試用例時(shí),要同時(shí)考慮這兩種等價(jià)類.因?yàn)?軟件不僅要能接收合理的數(shù)據(jù),也要能經(jīng)受意外的考驗(yàn).這樣的測試才能確保軟件具有更高的可靠性.

2）劃分等價(jià)類的方法:下面給出六條確定等價(jià)類的原則.

①在輸入條件規(guī)定了取值范圍或值的個(gè)數(shù)的情況下,則可以確立一個(gè)有效等價(jià)類和兩個(gè)無效等價(jià)類.

②在輸入條件規(guī)定了輸入值的集合或者規(guī)定了“必須如何”的條件的情況下,可確立一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類.

③在輸入條件是一個(gè)布爾量的情況下,可確定一個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類.

④在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)的一組值（假定n個(gè)）,并且程序要對每一個(gè)輸入值分別處理的情況下,可確立n個(gè)有效等價(jià)類和一個(gè)無效等價(jià)類.

⑤在規(guī)定了輸入數(shù)據(jù)必須遵守的規(guī)則的情況下,可確立一個(gè)有效等價(jià)類（符合規(guī)則）和若干個(gè)無效等價(jià)類（從不同角度違反規(guī)則）.

⑥在確知已劃分的等價(jià)類中各元素在程序處理中的方式不同的情況下,則應(yīng)再將該等價(jià)類進(jìn)一步的劃分為更小的等價(jià)類.

3）設(shè)計(jì)測試用例:在確立了等價(jià)類后,可建立等價(jià)類表,列出所有劃分出的等價(jià)類:

輸入條件 有效等價(jià)類 無效等價(jià)類

... ... ...

... ... ...

然后從劃分出的等價(jià)類中按以下三個(gè)原則設(shè)計(jì)測試用例:

①為每一個(gè)等價(jià)類規(guī)定一個(gè)唯一的編號.

②設(shè)計(jì)一個(gè)新的測試用例,使其盡可能多地覆蓋尚未被覆蓋地有效等價(jià)類,重復(fù)這一步.直到所有的有效等價(jià)類都被覆蓋為止.

③設(shè)計(jì)一個(gè)新的測試用例,使其僅覆蓋一個(gè)尚未被覆蓋的無效等價(jià)類,重復(fù)這一步.直到所有的無效等價(jià)類都被覆蓋為止.

邊界值分析法

邊界值分析方法是對等價(jià)類劃分方法的補(bǔ)充.

（1）邊界值分析方法的考慮:

長期的測試工作經(jīng)驗(yàn)告訴我們,大量的錯(cuò)誤是發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上,而不是發(fā)生在輸入輸出范圍的內(nèi)部.因此針對各種邊界情況設(shè)計(jì)測試用例,可以查出更多的錯(cuò)誤.

使用邊界值分析方法設(shè)計(jì)測試用例,首先應(yīng)確定邊界情況.通常輸入和輸出等價(jià)類的邊界,就是應(yīng)著重測試的邊界情況.應(yīng)當(dāng)選取正好等于,剛剛大于或剛剛小于邊界的值作為測試數(shù)據(jù),而不是選取等價(jià)類中的典型值或任意值作為測試數(shù)據(jù).

（2）基于邊界值分析方法選擇測試用例的原則:

1）如果輸入條件規(guī)定了值的范圍,則應(yīng)取剛達(dá)到這個(gè)范圍的邊界的值,以及剛剛超越這個(gè)范圍邊界的值作為測試輸入數(shù)據(jù).

2）如果輸入條件規(guī)定了值的個(gè)數(shù),則用最大個(gè)數(shù),最小個(gè)數(shù),比最小個(gè)數(shù)少一,比最大個(gè)數(shù)多一的數(shù)作為測試數(shù)據(jù).

3）根據(jù)規(guī)格說明的每個(gè)輸出條件,使用前面的原則1）.

4）根據(jù)規(guī)格說明的每個(gè)輸出條件,應(yīng)用前面的原則2）.

5）如果程序的規(guī)格說明給出的輸入域或輸出域是有序集合,則應(yīng)選取集合的第一個(gè)元素和最后一個(gè)元素作為測試用例.

6）如果程序中使用了一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),則應(yīng)當(dāng)選擇這個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界上的值作為測試用例.

7）分析規(guī)格說明,找出其它可能的邊界條件.

錯(cuò)誤推測法

錯(cuò)誤推測法: 基于經(jīng)驗(yàn)和直覺推測程序中所有可能存在的各種錯(cuò)誤, 從而有針對性的設(shè)計(jì)測試用例的方法.

錯(cuò)誤推測方法的基本思想: 列舉出程序中所有可能有的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況,根據(jù)他們選擇測試用例. 例如, 在單元測試時(shí)曾列出的許多在模塊中常見的錯(cuò)誤. 以前產(chǎn)品測試中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤等, 這些就是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié). 還有, 輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)為0的情況. 輸入表格為空格或輸入表格只有一行. 這些都是容易發(fā)生錯(cuò)誤的情況. 可選擇這些情況下的例子作為測試用例.

因果圖方法

前面介紹的等價(jià)類劃分方法和邊界值分析方法,都是著重考慮輸入條件,但未考慮輸入條件之間的聯(lián)系, 相互組合等. 考慮輸入條件之間的相互組合,可能會(huì)產(chǎn)生一些新的情況. 但要檢查輸入條件的組合不是一件容易的事情, 即使把所有輸入條件劃分成等價(jià)類,他們之間的組合情況也相當(dāng)多. 因此必須考慮采用一種適合于描述對于多種條件的組合,相應(yīng)產(chǎn)生多個(gè)動(dòng)作的形式來考慮設(shè)計(jì)測試用例. 這就需要利用因果圖（邏輯模型）.

因果圖方法最終生成的就是判定表. 它適合于檢查程序輸入條件的各種組合情況.

利用因果圖生成測試用例的基本步驟:

(1) 分析軟件規(guī)格說明描述中, 那些是原因(即輸入條件或輸入條件的等價(jià)類),那些是結(jié)果(即輸出條件), 并給每個(gè)原因和結(jié)果賦予一個(gè)標(biāo)識(shí)符.

(2) 分析軟件規(guī)格說明描述中的語義.找出原因與結(jié)果之間, 原因與原因之間對應(yīng)的關(guān)系. 根據(jù)這些關(guān)系,畫出因果圖.

(3) 由于語法或環(huán)境限制, 有些原因與原因之間,原因與結(jié)果之間的組合情況不不可能出現(xiàn). 為表明這些特殊情況, 在因果圖上用一些記號表明約束或限制條件.

(4) 把因果圖轉(zhuǎn)換為判定表.

(5) 把判定表的每一列拿出來作為依據(jù),設(shè)計(jì)測試用例.

從因果圖生成的測試用例（局部,組合關(guān)系下的）包括了所有輸入數(shù)據(jù)的取TRUE與取FALSE的情況,構(gòu)成的測試用例數(shù)目達(dá)到最少,且測試用例數(shù)目隨輸入數(shù)據(jù)數(shù)目的增加而線性地增加.

前面因果圖方法中已經(jīng)用到了判定表.判定表（Decision Table）是分析和表達(dá)多邏輯條件下執(zhí)行不同操作的情況下的工具.在程序設(shè)計(jì)發(fā)展的初期,判定表就已被當(dāng)作編寫程序的輔助工具了.由于它可以把復(fù)雜的邏輯關(guān)系和多種條件組合的情況表達(dá)得既具體又明確.

判定表通常由四個(gè)部分組成.

條件樁（Condition Stub）:列出了問題得所有條件.通常認(rèn)為列出得條件的次序無關(guān)緊要.

動(dòng)作樁（Action Stub）:列出了問題規(guī)定可能采取的操作.這些操作的排列順序沒有約束.

條件項(xiàng)（Condition Entry）:列出針對它左列條件的取值.在所有可能情況下的真假值.

動(dòng)作項(xiàng)（Action Entry）:列出在條件項(xiàng)的各種取值情況下應(yīng)該采取的動(dòng)作.

規(guī)則:任何一個(gè)條件組合的特定取值及其相應(yīng)要執(zhí)行的操作.在判定表中貫穿條件項(xiàng)和動(dòng)作項(xiàng)的一列就是一條規(guī)則.顯然,判定表中列出多少組條件取值,也就有多少條規(guī)則,既條件項(xiàng)和動(dòng)作項(xiàng)有多少列.

判定表的建立步驟:（根據(jù)軟件規(guī)格說明）

①確定規(guī)則的個(gè)數(shù).假如有n個(gè)條件.每個(gè)條件有兩個(gè)取值（0,1）,故有 種規(guī)則.

②列出所有的條件樁和動(dòng)作樁.

③填入條件項(xiàng).

④填入動(dòng)作項(xiàng).等到初始判定表.

⑤簡化.合并相似規(guī)則（相同動(dòng)作）.

B. Beizer 指出了適合使用判定表設(shè)計(jì)測試用例的條件:

①規(guī)格說明以判定表形式給出,或很容易轉(zhuǎn)換成判定表.

②條件的排列順序不會(huì)也不影響執(zhí)行哪些操作.

③規(guī)則的排列順序不會(huì)也不影響執(zhí)行哪些操作.

④每當(dāng)某一規(guī)則的條件已經(jīng)滿足,并確定要執(zhí)行的操作后,不必檢驗(yàn)別的規(guī)則.

⑤如果某一規(guī)則得到滿足要執(zhí)行多個(gè)操作,這些操作的執(zhí)行順序無關(guān)緊要.

黑盒測試的優(yōu)點(diǎn)

1. 基本上不用人管著，如果程序停止運(yùn)行了一般就是被測試程序crash了

2. 設(shè)計(jì)完測試?yán)?，下來的工作就是爽了，?dāng)然更苦悶的是確定crash原因

黑盒測試的缺點(diǎn)

1. 結(jié)果取決于測試?yán)脑O(shè)計(jì)，測試?yán)脑O(shè)計(jì)部分來勢來源于經(jīng)驗(yàn)，OUSPG的東西很值得借鑒

2. 沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換的概念，目前一些成功的例子基本上都是針對PDU來做的，還做不到針對被測試程序的狀態(tài)轉(zhuǎn)換來作

3. 就沒有狀態(tài)概念的測試來說，尋找和確定造成程序crash的測試?yán)莻€(gè)麻煩事情，必須把周圍可能的測試?yán)龁为?dú)確認(rèn)一遍。而就有狀態(tài)的測試來說，就更麻煩了，尤其不是一個(gè)單獨(dú)的testcase造成的問題。這些在堆的問題中表現(xiàn)的更為突出。

黑盒測試（功能測試）工具的選擇

那么，如何高效地完成功能測試？選擇一款合適的功能測試工具并培訓(xùn)一支高素質(zhì)的工具使用隊(duì)伍無疑是至關(guān)重要的。盡管現(xiàn)階段存在少數(shù)不采用任何功能測試工具，從事功能測試外包項(xiàng)目的軟件服務(wù)企業(yè)。短期來看，這類企業(yè)盈利狀況尚可，但長久來看，它們極有可能被自動(dòng)化程度較高的軟件服務(wù)企業(yè)取代。

目前，用于功能測試的工具軟件有很多，針對不同架構(gòu)軟件的工具也不斷推陳出新。這里重點(diǎn)介紹的是其中一個(gè)較為典型自動(dòng)化測試工具，即Mercury公司的WinRunner。

WinRunner是一種用于檢驗(yàn)應(yīng)用程序能否如期運(yùn)行的企業(yè)級軟件功能測試工具。通過自動(dòng)捕獲、檢測和模擬用戶交互操作，WinRunner能識(shí)別出絕大多數(shù)軟件功能缺陷，從而確保那些跨越了多個(gè)功能點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序在發(fā)布時(shí)盡量不出現(xiàn)功能性故障。

WinRunner的特點(diǎn)在于: 與傳統(tǒng)的手工測試相比，它能快速、批量地完成功能點(diǎn)測試; 能針對相同測試腳本，執(zhí)行相同的動(dòng)作，從而消除人工測試所帶來的理解上的誤差; 此外，它還能重復(fù)執(zhí)行相同動(dòng)作，測試工作中最枯燥的部分可交由機(jī)器完成; 它支持程序風(fēng)格的測試腳本，一個(gè)高素質(zhì)的測試工程師能借助它完成流程極為復(fù)雜的測試，通過使用通配符、宏、條件語句、循環(huán)語句等，還能較好地完成測試腳本的重用; 它針對于大多數(shù)編程語言和Windows技術(shù)，提供了較好的集成、支持環(huán)境，這對基于Windows平臺(tái)的應(yīng)用程序?qū)嵤┕δ軠y試而言帶來了極大的便利。

WinRunner的工作流程大致可以分為以下六個(gè)步驟:

1．識(shí)別應(yīng)用程序的GUI

在WinRunner中，我們可以使用GUI Spy來識(shí)別各種GUI對象，識(shí)別后，WinRunner會(huì)將其存儲(chǔ)到GUI Map File中。它提供兩種GUI Map File模式: Global GUI Map File和GUI Map File per Test。其最大區(qū)別是后者對每個(gè)測試腳本產(chǎn)生一個(gè)GUI文件，它能自動(dòng)建立、存儲(chǔ)、加載，推薦初學(xué)者選用這種模式。但是，這種模式不易于描述對象的改變，其效率比較低，因此對于一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的測試人員來說前者不失為一種更好的選擇，它只產(chǎn)生一個(gè)共享的GUI文件，這使得測試腳本更容易維護(hù)，且效率更高。

2．建立測試腳本

在建立測試腳本時(shí)，一般先進(jìn)行錄制，然后在錄制形成的腳本中手工加入需要的TSL（與C語言類似的測試腳本語言）。錄制腳本有兩種模式: Context Sensitive和Analog，選擇依據(jù)主要在于是否對鼠標(biāo)軌跡進(jìn)行模擬，在需要回放時(shí)一般選用Analog。在錄制過程中這兩種模式可以通過F2鍵相互切換。

只要看看現(xiàn)代軟件的規(guī)模和功能點(diǎn)數(shù)就可以明白，功能測試早已跨越了單靠手工敲敲鍵盤、點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)就可以完成的階段。而性能測試則是控制系統(tǒng)性能的有效手段，在軟件的能力驗(yàn)證、能力規(guī)劃、性能調(diào)優(yōu)、缺陷修復(fù)等方面都發(fā)揮著重要作用。

3．對測試腳本除錯(cuò)(debug)

在WinRunner中有專門一個(gè)Debug Toolbar用于測試腳本除錯(cuò)?？梢允褂胹tep、pause、breakpoint等來控制和跟蹤測試腳本和查看各種變量值。

4．在新版應(yīng)用程序執(zhí)行測試腳本

當(dāng)應(yīng)用程序有新版本發(fā)布時(shí)，我們會(huì)對應(yīng)用程序的各種功能包括新增功能進(jìn)行測試，這時(shí)當(dāng)然不可能再來重新錄制和編寫所有的測試腳本。我們可以使用已有的腳本，批量運(yùn)行這些測試腳本測試舊的功能點(diǎn)是否正常工作?？梢允褂靡粋€(gè)call命令來加載各測試腳本。還可在call命令中加各種TSL腳本來增加批量能力。

5．分析測試結(jié)果

分析測試結(jié)果在整個(gè)測試過程中最重要，通過分析可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序的各種功能性缺陷。當(dāng)運(yùn)行完某個(gè)測試腳本后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)測試報(bào)告，從這個(gè)測試報(bào)告中我們能發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序的功能性缺陷，能看到實(shí)際結(jié)果和期望結(jié)果之間的差異，以及在測試過程中產(chǎn)生的各類對話框等。

6．回報(bào)缺陷（defect）

在分析完測試報(bào)告后，按照測試流程要回報(bào)應(yīng)用程序的各種缺陷，然后將這些缺陷發(fā)給指定人，以便進(jìn)行修改和維護(hù)。

常用的功能測試方法

功能測試就是對產(chǎn)品的各功能進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)功能測試用例，逐項(xiàng)測試，檢查產(chǎn)品是否達(dá)到用戶要求的功能。常用的測試方法如下：

1. 頁面鏈接檢查：每一個(gè)鏈接是否都有對應(yīng)的頁面，并且頁面之間切換正確。

2. 相關(guān)性檢查：刪除/增加一項(xiàng)會(huì)不會(huì)對其他項(xiàng)產(chǎn)生影響，如果產(chǎn)生影響，這些影響是否都正確。

3. 檢查按鈕的功能是否正確：如update, cancel, delete, save等功能是否正確。

4. 字符串長度檢查: 輸入超出需求所說明的字符串長度的內(nèi)容, 看系統(tǒng)是否檢查字符串長度,會(huì)不會(huì)出錯(cuò).

5. 字符類型檢查: 在應(yīng)該輸入指定類型的內(nèi)容的地方輸入其他類型的內(nèi)容(如在應(yīng)該輸入整型的地方輸入其他字符類型),看系統(tǒng)是否檢查字符類型,會(huì)否報(bào)錯(cuò).

6. 標(biāo)點(diǎn)符號檢查: 輸入內(nèi)容包括各種標(biāo)點(diǎn)符號,特別是空格,各種引號,回車鍵.看系統(tǒng)處理是否正確.

7. 中文字符處理: 在可以輸入中文的系統(tǒng)輸入中文,看會(huì)否出現(xiàn)亂碼或出錯(cuò).

8. 檢查帶出信息的完整性: 在查看信息和update信息時(shí),查看所填寫的信息是不是全部帶出.,帶出信息和添加的是否一致

9. 信息重復(fù): 在一些需要命名,且名字應(yīng)該唯一的信息輸入重復(fù)的名字或ID,看系統(tǒng)有沒有處理,會(huì)否報(bào)錯(cuò),重名包括是否區(qū)分大小寫,以及在輸入內(nèi)容的前后輸入空格,系統(tǒng)是否作出正確處理.

10. 檢查刪除功能:在一些可以一次刪除多個(gè)信息的地方,不選擇任何信息,按”delete”,看系統(tǒng)如何處理,會(huì)否出錯(cuò);然后選擇一個(gè)和多個(gè)信息,進(jìn)行刪除,看是否正確處理.

11. 檢查添加和修改是否一致: 檢查添加和修改信息的要求是否一致,例如添加要求必填的項(xiàng),修改也應(yīng)該必填;添加規(guī)定為整型的項(xiàng),修改也必須為整型.

12. 檢查修改重名:修改時(shí)把不能重名的項(xiàng)改為已存在的內(nèi)容,看會(huì)否處理,報(bào)錯(cuò).同時(shí),也要注意,會(huì)不會(huì)報(bào)和自己重名的錯(cuò).

13. 重復(fù)提交表單：一條已經(jīng)成功提交的紀(jì)錄，back后再提交，看看系統(tǒng)是否做了處理。

14. 檢查多次使用back鍵的情況: 在有back的地方,back,回到原來頁面,再back,重復(fù)多次,看會(huì)否出錯(cuò).

15. search檢查: 在有search功能的地方輸入系統(tǒng)存在和不存在的內(nèi)容,看search結(jié)果是否正確.如果可以輸入多個(gè)search條件,可以同時(shí)添加合理和不合理的條件,看系統(tǒng)處理是否正確.

16. 輸入信息位置: 注意在光標(biāo)停留的地方輸入信息時(shí),光標(biāo)和所輸入的信息會(huì)否跳到別的地方.

17. 上傳下載文件檢查：上傳下載文件的功能是否實(shí)現(xiàn)，上傳文件是否能打開。對上傳文件的格式有何規(guī)定，系統(tǒng)是否有解釋信息，并檢查系統(tǒng)是否能夠做到。

18. 必填項(xiàng)檢查：應(yīng)該填寫的項(xiàng)沒有填寫時(shí)系統(tǒng)是否都做了處理，對必填項(xiàng)是否有提示信息，如在必填項(xiàng)前加*

19. 快捷鍵檢查：是否支持常用快捷鍵，如Ctrl C Ctrl V Backspace等，對一些不允許輸入信息的字段，如選人，選日期對快捷方式是否也做了限制。

20. 回車鍵檢查: 在輸入結(jié)束后直接按回車鍵,看系統(tǒng)處理如何,會(huì)否報(bào)錯(cuò).您好!歡迎共同討論！有時(shí)間逛逛IT實(shí)驗(yàn)室,天天軟件測試網(wǎng)