测试用例设计技术之----因果图

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测试用例。

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。

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：① 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。

② 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。

测试用例设计－因果图方法一.方法简介定义：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。

因果图法产生的背景：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）。

因果图介绍4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。

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）。

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。

因果图概念关系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。

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。

输入条件的约束有以下4类：① 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。

② 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。

③ O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。

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。

软件测试⽤例之因果图法
简介
从⽤⾃然语⾔书写的程序规格说明的描述中找出因（输⼊条件）和果（输出或程序状态的改变），可以通过因果图转换为判定表。

因果图法即因果分析图，⼜叫特性要因图、⽯川图或鱼翅图，它是由⽇本东京⼤学教授⽯川馨提出的⼀种通过带箭头的线，将质量问题与原因之间的关系表⽰出来，是分析影响产品质量的诸因素之间关系的⼀种⼯具。

作⽤
因果图法是⼀种适合于描述对于多种输⼊条件组合的测试⽅法，根据输⼊条件的组合、约束关系和输出条件的因果关系，分析输⼊条件的各种组合情况，从⽽设计测试⽤例的⽅法，它适合于检查程序输⼊条件涉及的各种组合情况。

因果图法⼀般和判定表结合使⽤，通过映射同时发⽣相互影响的多个输⼊来确定判定条件。

因果图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。

采⽤因果图法能帮助我们按照⼀定的步骤选择⼀组⾼效的测试⽤例，同时，还能指出规范中存在什么问题，鉴别和制作因果图。

因果图法着重分析输⼊条件的各种组合，每种组合条件就是“因”，它必然有⼀个输出的结果，这就是“果”。

基本步骤
利⽤因果图导出测试⽤例⼀般要经过以下⼏个步骤：
1）分析软件规格说明的描述中哪些是原因，哪些是结果。

原因是输⼊或输⼊条件的等价类，结果是输出条件。

给每个原因和结果并赋予⼀个标识符，根据这些关系，画出因果图。

2）因果图上⽤⼀些记号表明约束条件或限制条件。

3）对需求加以分析并把它们表⽰为因果图之间的关系图。

4）把因果图转换成判定表。

5）将判定表的每⼀列作为依据，设计测试⽤例。

测试用例设计—自动售货机因果图分析命题设计了一个自动售货机软件测试用例，用于处理单价为50美分的饮料。

规格如下:如果你放入50美分或1元硬币，并按下按钮[橙汁]或[啤酒]，相应的饮料将交付如果自动售货机没有零钱，红灯将显示[零钱已经被换了]，然后在放入1元硬币并按下按钮后，饮料将不会被递送，并且1元硬币将退出。

如果有零钱，显示“换出”的红灯将熄灭，50美分将在饮料交付时返还。

分析根据这个命题，我们可以分析自动售货机业务中存在5个条件和5个结果。

条件如下:1。

自动售货机有零钱。

投入1元硬币3。

投入50美分硬币4。

按下橙汁按钮5。

按下啤酒按钮结果:1。

自动售货机[换出]灯亮着。

当自动售货机没有变化时，会出现红灯2。

当硬币投入1元并且自动售货机没有零钱时，返还1元硬币。

3.当硬币投入1元时，返还50美分。

当自动售货机4有变化时。

发送橙汁饮料5。

发送啤酒饮料因果图-绘制条件和结果有变化红灯亮1元1元50美分，啤酒50美分，橙汁因果图-绘制简单关系在绘制空白条件和结果后，我们可以标记1为主题中最直接和最简单的因果条件。

条件“有变化”和结果“红灯亮”之间的关系是“没有”。

当“有零钱”时，红灯不亮，而当自动售货机“没有零钱”时，红灯必须亮。

2年，有条件的“投1元”和有条件的“投50分”是一种“E”关系。

这两个动作不能同时发生，即1元钱和50美分(不能同时发生)；但是，我们允许“没有1元钱”和“没有50美分”(同时可能是假的)3，“啤酒选择”条件和“橙汁选择”条件为“e”关系，这两个动作不能同时发生，即“啤酒选择”和“橙汁选择”(不能同时为真)；但是我们允许“不喝啤酒”和“不喝橙汁”(这可能同时是错误的)4，条件“啤酒选择”和条件“橙汁选择”相当于程序处理过程，即价格和系统处理方法都是相同的，因此这两个条件可以组合成一个中间节点此外，在两个条件之间使用“或”的关系5。

请注意，有条件的“1元”和有条件的“50美分”不是等价关系。

因果图法设计测试⽤例等价类划分法、边界值分析法及错误推断法在对输⼊条件的考虑中并未重视输⼊条件的组合。

事实上，当输⼊条件存在若⼲种可能的组合时，必须对这些组合加以考虑，以证实测试程序在某种输⼊组合的情况下恩能否完成规格说明书中预先规定的功能，否则所做的测试是不充分的。

因果图（Cuase-effect Graph）是⼀种描述输⼊条件的组合及每种组合对应的输出的图形化⼯具。

在因果图的基础上可以设计测试⽤例。

因果图的画法：(a)恒等。

若原因出现，则结果出现；若原因不出现，则结果不出现。

(b)⾮。

若原因出现，则结果不出现；若原因不出现，则结果出现。

(c)或。

若⼏个原因中有⼀个出现，则结果出现；若⼏个原因均不出现，则结果不出现。

(d)与。

若⼏个原因都出现，结果才出现；若⼏个原因中有⼀个不出现，则结果不出现。

为了表⽰因果图中的约束条件，可⽤⼀些符号在因果图中加以标识。

从原因⽅⾯考虑主要有4种约束条件：(a)E(互斥、排他)。

a、b两个原因不会同时出现，最多只有⼀个出现。

(b)I(包含、或)。

a、b、c三个原因⾄少有⼀个出现。

(c)O(唯⼀)。

a、b两个原因必须有⼀个出现，且仅有⼀个出现。

(d)R(需求)。

a出现时b必定出现。

从结果⽅⾯考虑主要有1种约束条件：(a)M(屏蔽)。

a出现时，b必定不出现；a不出现时，b则不确定。

利⽤因果图设计测试⽤例应遵循的步骤：1)分析程序的规格说明书中哪些事原因，哪些是结果。

所谓原因，是指输⼊条件或输⼊条件的等价类，⽽结果是指输出条件。

给每⼀个原因和结果赋⼀个标识符。

2)分析程序规格说明书中的语义，确定原因与原因，原因与结果之间的关系，画出因果图。

3)由于语法环境的限制，⼀些原因与原因之间，原因与结果之间的组合不能出现。

对于这些特殊情况，在因果图中⽤⼀些记号标明约束或限制条件。

4)将因果图转化为判定表。

5)根据判定表的没⼀列设计测试⽤例。

当然，若能直接得到判定表，可以直接根据判定表设计测试⽤例。

测试用例设计方法2——因果图判定表判定表法判定表是分析和表达多种输入情况下执行不同动作的工具，判定表方法主要用于处理程序输入条件的不同组合，但是要求条件的组合必须是bool类型，而且条件和预期的结果都是可以分析出来的。

判定表能够有效地弥补等价类和边界值方法的不足，使得输入条件之间的组合和相互影响得到充分的测试。

使用判定表的一般思路是：1、需求分析，分析出条件和结果之间的各种组合2、将条件和结果分别填入判定表3、讲条件和结果进行二进制排列4、针对每一项组合，分析出结果，并去除无效项，是判定表得到简化。

在合并判定表时，如果条件之中只有一个不同，则可以合并。

如果判定表的组合不够多，建议不要进行合并，这样可以测试的充分一些。

5、每一列生成一个测试用例以阅读指南的例子来设计一个判定表：从例子中可以看到，不同的条件组合使用判定表方法可以充分弥补等价类边界值得不足，但是当输入条件过多时，使用判定表会产生大量测试用例。

而其无效用例不易发现，更不能覆盖条件之间的先后关系。

因此，在一定情况下，使用判定表还需要因果图的帮忙。

--------------------------------------------------------------------------------因果图因果图用于描述系统之间的输入输出，输入输出之间的约束关系和因果关系。

因果图与判定表往往结合使用，使用因果图可以得到判定表。

使用因果图的方法：1、分析输入输出并进行标识2、分析输入和输入、输入和输出之间的关系3、将得到的关系使用因果图的方法表示出来4、根据因果图得到判定表5、依据判定表生成测试用例这里分析一个自动售货机的因果图分析方法：条件：有一个处理单价为5角的自动售货机，当投入5角或1元硬币时，选择橙汁或啤酒，饮料出来；若自动售货机没有零钱，则显示零钱照完，亮红灯，这时候投入的1元被退出来，饮料不送出来。

如果有零钱，则出饮料并找5角钱。