目錄：

①邊界值分析法的介紹和概念

②邊界值分析法的原理和思想

③單缺陷假設(shè)和多缺陷假設(shè)

④邊界值測試數(shù)據(jù)類型

⑤內(nèi)部邊界值分析

⑥各類邊界值測試介紹

⑦基于邊界值分析方法選擇測試用例的原則

⑧邊界值分析法的實例分析

1、邊界值分析法的介紹和概念

邊界值分析是一種常用的黑盒測試方法，是對等價類劃分方法的補充；所謂邊界值，是指相對于輸入等價類和輸出等價類而言，稍高于其最高值或稍低于最低值的一些特定情況。邊界值分析的步驟包括確定邊界，選擇測試用例兩個步驟。

根據(jù)大量的測試統(tǒng)計數(shù)據(jù)，很多錯誤是發(fā)生在輸入或輸出范圍的邊界上，而不是發(fā)生在輸入/輸出范圍的中間區(qū)域。因此針對各種邊界情況設(shè)計測試用例，可以查出更多的錯誤。所以，邊界值分析法是一種很實用的黑盒測試用例方法，它具有很強的發(fā)現(xiàn)故障缺陷能力。

2、邊界值分析法原理和思想

2.1邊界值分析法的基本原理

錯誤更可能出現(xiàn)在輸入變量的極值附近。失效極少由兩個（或多個）缺陷的同時發(fā)生引起的。

2.2邊界值分析法的基本思想

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)，而不是選取等價類中的典型值或任意值作為測試數(shù)據(jù)。

表示方法：最小值min，略高于最小值min+，正常值nom，略低于最大值max-，最大值max

3、單缺陷假設(shè)和多缺陷假設(shè)

單缺陷假設(shè)是邊界值分析的關(guān)鍵假設(shè)。單缺陷假設(shè)指“失效極少是由兩個或兩個以上的缺陷同時發(fā)生引起的”。在邊界值分析中，單缺陷假設(shè)即選取測試用例時僅僅使得一個變量取極值，其他變量均取正常值。

多缺陷假設(shè)則是指“失效是由兩個或兩個以上缺陷同時作用引起的”，要求在選取測試用例時同時讓多個變量取極值。

4、邊界值測試數(shù)據(jù)類型

類型包括：數(shù)值、速度、字符、地址、位置、尺寸、數(shù)量、空間……

以上類型的邊界值應(yīng)該在：最大/最小、首位/末位、上/下、最快/最慢、最高/最低、 最短/最長、 空/滿等情況下用邊界值作為測試數(shù)據(jù)

5、內(nèi)部邊界值分析

在多數(shù)情況下，邊界值條件是基于應(yīng)用程序的功能設(shè)計而需要考慮的因素，可以從軟件的規(guī)格說明或常識中得到，也是最終用戶可以很容易發(fā)現(xiàn)問題的。然而，在測試用例設(shè)計過程中，某些邊界值條件是不需要呈現(xiàn)給用戶的，或者說用戶是很難注意到的，但同時確實屬于檢驗范疇內(nèi)的邊界條件，稱為內(nèi)部邊界值條件或子邊界值條件。

內(nèi)部邊界值條件主要有下面幾種：

51、數(shù)值的邊界值檢驗：計算機是基于二進(jìn)制進(jìn)行工作的，因此，軟件的任何數(shù)值運算都有一定的范圍限制。

5.2字符的邊界值檢驗：在計算機軟件中，字符也是很重要的表示元素，其中ASCII和Unicode是常見的編碼方式。如下列出了一些常用字符對應(yīng)的ASCII碼值。

5.3其它邊界值檢驗：在不同的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，依據(jù)硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)不同而具有各自特定的邊界值。如下列出部分手機相關(guān)的邊界值

6、邊界值測試介紹

6.1基本邊界值測試

有n個輸入變量，設(shè)計測試用例使得一個變量在數(shù)據(jù)有效區(qū)內(nèi)取最大值、略小于最大值、正常值、略大于最小值和最小值。如下圖所示,兩個變量X1,X2。它們的有效取值區(qū)間分別為[c,d],[a,b]。

對于有n個輸入變量的程序，基本邊界值分析的測試用例個數(shù)為4n+1。

邊界值測試分析采用了可靠性理論的單缺陷假設(shè)。

優(yōu)點：簡便易行；生成測試數(shù)據(jù)的成本很低

局限性：測試用例不充分；不能發(fā)現(xiàn)測試變量之間的依賴關(guān)系；不考慮含義和性質(zhì)；

結(jié)論：只能作為初步測試用例使用

6.2健壯性測試

健壯性是指在異常情況下，軟件還能正常運行的能力。健壯性考慮的主要部分是預(yù)期輸出，而不是輸入。健壯性測試是邊界值分析的一種簡單擴展。除了變量的5 個邊界分析取值還要考慮略超過最大值（max）和略小于最小值（min）時的情況。健壯性測試的最大價值在于觀察處理異常情況，它是檢測軟件系統(tǒng)容錯性的重要手段。如下圖所示。

PS：軟件容錯性的度量：從非法輸入中恢復(fù)；健壯性有兩層含義：容錯能力和恢復(fù)能力

對于有n個輸入變量的程序，健壯性測試的測試用例個數(shù)為6n+1。

6.3最壞情況測試

最壞情況測試拒絕單缺陷假設(shè)，它關(guān)心的是當(dāng)多個變量取極值時出現(xiàn)的情況。最壞情況測試中，對每一個輸入變量首先進(jìn)行包含最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值、最大值等5個元素集合的測試，然后對這些集合進(jìn)行笛卡爾積計算，以生成測試用例。最壞情況測試將意味著更大工作量。如下圖所示。

對于有n個輸入變量的程序，最壞情況測試的測試用例個數(shù)為5^n。

最壞情況與基本邊界值分析的比較

• 基本邊界值分析測試用例是最壞情況測試用例的真子集
• 最壞情況測試顯然更徹底
• 最壞情況測試工作量大得多，變量函數(shù)的最壞情況測試會產(chǎn)生5的n次方個測試用例，邊界值分析只產(chǎn)生4n+1個測試用例

6.4健壯性最壞情況測試

健壯最壞情況假設(shè)對每一個變量首先進(jìn)行最小值、略小于最小值的值、略高于最小值的值、正常值、最大值、略高于最大值的值、略低于最大值的值等7個元素的集合。然后對這些集合進(jìn)行笛卡爾積運算，以生成測試用例。如下圖所示。

對于有n個輸入變量的程序，健壯最壞情況測試的測試用例個數(shù)為7^n。

6.5特殊值測試

• 邊界值分析假定n個變量是互相獨立的，沒有考慮這些變量之間的互相依賴關(guān)系；
• 特殊值測試使用領(lǐng)域知識、使用類似程序的經(jīng)驗開發(fā)用例的特殊值。
• 特點：最直觀、最不一致、具有高度主觀性
• 特殊值測試特別依賴測試人員的能力
• 雖然特殊值測試是高度主觀性，但是能更有效地發(fā)現(xiàn)問題

例如：2月28日、2月29日

6.6隨機測試

• 隨機測試的基本思想

不是永遠(yuǎn)選取有界變量的最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值，而是使用隨機數(shù)生成器選出測試用例。

• 隨機測試的一種實現(xiàn)方法

有界變量a≤X≤b值的一個VisualBasic應(yīng)用程序生成的X，滿足下式：

X=Int（b-a+1）*Rnd+a

函數(shù)Int返回浮點數(shù)的整數(shù)部分

函數(shù)Rnd生成區(qū)間[0,1]內(nèi)的隨機數(shù)

7、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)到這個范圍的邊界的值,以及剛剛超越這個范圍邊界的值作為測試輸入數(shù)據(jù)。

例如，如果程序的規(guī)格說明中規(guī)定：

"重量在10公斤至50公斤范圍內(nèi)的郵件，其郵費計算公式為……"。作為測試用例，我們應(yīng)取10及50，還應(yīng)取10.01,49.99,9.99及50.01等。

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

例如，一個輸入文件應(yīng)包括1~255個記錄，則測試用例可取1和255，還應(yīng)取0及256等。

3）將規(guī)則1）和2）應(yīng)用于輸出條件，即設(shè)計測試用例使輸出值達(dá)到邊界值及其左右的值。

例如，某程序的規(guī)格說明要求計算出"每月保險金扣除額為0至1165.25元"，其測試用例可取0.00及1165.24、還可取一0.01及1165．26等。

再如一程序?qū)儆谇閳髾z索系統(tǒng)，要求每次“最少顯示1條、最多顯示4條情報摘要”，這時我們應(yīng)考慮的測試用例包括1和4，還應(yīng)包括0和5等。

4）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)選取集合的第一個元素和最后一個元素作為測試用例。

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

6）分析規(guī)格說明,找出其它可能的邊界條件。

8、邊界值分析法實例分析

現(xiàn)有一個學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)化考試批閱試卷,產(chǎn)生成績報告的程序。其規(guī)格說明如下:程序的輸入文件由一些有80個字符的記錄組成,如右圖所示，所有記錄分為3組：

標(biāo)題：這一組只有一個記錄，其內(nèi)容為輸出成績報告的名字。

試卷各題標(biāo)準(zhǔn)答案記錄：每個記錄均在第80個字符處標(biāo)以數(shù)字"2"。該組的第一個記錄的第1至第3個字符為題目編號（取值為1一999）。第10至第59個字符給出第1至第50題的答案（每個合法字符表示一個答案）。該組的第2，第3……個記錄相應(yīng)為第51至第100，第101至第150，…題的答案。

每個學(xué)生的答卷描述：該組中每個記錄的第80個字符均為數(shù)字"3"。每個學(xué)生的答卷在若干個記錄中給出。如甲的首記錄第1至第9字符給出學(xué)生姓名及學(xué)號，第10至第59字符列出的是甲所做的第1至第50題的答案。若試題數(shù)超過50，則第2，第3……紀(jì)錄分別給出他的第51至第100，第101至第150……題的解答。然后是學(xué)生乙的答卷記錄。

學(xué)生人數(shù)不超過200，試題數(shù)不超過999。

程序的輸出有4個報告：
??? a)按學(xué)號排列的成績單，列出每個學(xué)生的成績、名次。
??? b)按學(xué)生成績排序的成績單。
??? c)平均分?jǐn)?shù)及標(biāo)準(zhǔn)偏差的報告。
??? d)試題分析報告。按試題號排序，列出各題學(xué)生答對的百分比。

分別考慮輸入條件和輸出條件，以及邊界條件。給出右表所示的輸入條件及相應(yīng)的測試用例。

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