1、 北 航 校 区1测试用例设计方法之因果图法(一) 因果图法的来源 大家熟悉的等价类划分法和边界值分析法，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； 但是，如考虑所输入条件之间的相互组合，会由于组合情况数目相当大，需要大量的测试用例； 因果图法，是一种帮助人们系统地选择一组高效率测试用例的方法。(二) 因果图法的特点 考虑输入条件间的组合关系； 考虑输出条件对输入条件的信赖关系，即因果关系； 测试用例发现错误的效率高； 能检查出功能说明中的某些不一致或遗漏； 因果图方法最终生产的就是判定表，它适合于检查程序输入条件和各种组合情况。(三) 因果图法基本步骤1. 分割功能说明书
2、对于规模比较大的程序来说，由于输入条件的组合数太大，所以很难整体上使用一个因果图。我们可以把它划分为若干部分，然后分别对每个部分使用因果图。例如，测试编译程序时，可以把每个语句作为一个部分。2. 识别出“原因”和“结果” ，并加以编号所谓原因，是指输入条件或输入条件的等价类；而结果则是指输出条件或输出条件的等价类。每个原因或结果都对应于因果图中的一个节点。当原因或结果成立（或出现）时，相应的节点取值为 1，否则为 0。例如，有一个饮料自动售货机（处理单价为 5 角钱）的控制处理软件，它的软件规格说明如下：若投入 5 角钱的硬币，按下“橙汁”或“啤酒”的按钮，则相应的饮料就送出来。若投入 1 元
3、钱的硬币，同样也是按“橙汁”或“啤酒”的按钮，则自动售货机在送出相应饮料的同时退回 5 角钱的硬币。北 航 校 区2分析这一段说明，我们可以列出原因和结果。原因如下： 投入 1 元硬币； 投入 5 角硬币； 按下“橙汁”按钮； 按下“啤酒”按钮结果 退还 5 角钱； 送出“橙汁”饮料； 送出“啤酒”饮料3. 根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系画出因果图因果图的基本符号如图 1 所示：1.因果图的基本符号图中左边的节点表示原因，右边的节点表示结果。恒等、非、或、与的含义： 恒等：若 a=1，则 b=1；若 a=0，则 b=0； 非：若 a=1，则 b=0，若 a=0，则 b=1； 或：若
4、 a=1 或 b=1 或 c=1，则 d=1；若 a= b= c=0，则 d=0； 与：若 a= b= c=1，则 d=1；若 a=0 或 b=0 或 c=0，则 d=0。画因果图时，原因在左，结果在右，由上而下排列，并根据功能说明书中规定的原因和结果之间的关系，用上述基本符号连接起来。在因果图中还可以北 航 校 区3引入一些中间节点。利用上面的例子，根据原因和结果，可以画出相对应的因果图，如下图所示：12341 11 22 12 22 3投入 1 元硬币投入 5 角硬币按下 “ 橙汁 ” 按钮按下 “ 啤酒 ” 按钮已投币已按钮退还 5 角硬币送出 “ 啤 酒 ” 饮料因果图注意：在绘制因果
5、图时，需要引入一些必要的表示中间状态的处理节点。4. 根据功能说明在因果图中加上约束条件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。因果图的约束条件如图所示：abcE互斥abcI包含abcO唯一abR要求ab屏蔽M其中互斥、包含、唯一、要求时对原因的约束，屏蔽是对结果的约束。他们的含义如下： 互斥：表示不同时为 1，即 a，b，c 中至多只有一个 1； 包含：表示至少有一个 1，即 a，b，c 中不同时为 0；北 航 校 区4 唯一：表示 a，b，c 中有且仅有一个 1； 要求：表示若 a=1，则 b
6、必须为 1。即不可能 a=1 且 b=0； 屏蔽：表示若 a=1，则 b 必须为 0完善上面的因果图，添加必要的约束条件，如原因和原因不能同时发生，也即 1 元硬币和 5 角硬币不会同时被投入到自动售货机内；而原因和原因也不能同时发生，因为程序的规格说明书规定，在投入硬币后，只能按下“橙汁”或“啤酒”的按钮。添加约束条件的因果图如下图所示：12341 11 22 12 22 3投入 1 元硬币投入 5 角硬币按下 “ 橙 汁 ” 按钮按下 “ 啤 酒 ” 按钮已投币已按钮退还 5 角硬币送出 “ 橙 汁 ” 饮料送出 “ 啤 酒 ” 饮料添加约束条件的因果图EE5. 根据因果图画出判定表画判定
7、表的方法一般比较简单，可以把所有原因作为输入条件，每一项原因（输入条件）安排为一行，而所有的输入条件的组合一一列出（真值为 1，假值为 0） ，对于每一种条件组合安排为一列，并把各个条件的取值情况分别添入判定表中对应的每一个单元格中。例如，如果因果图中的原因有 4 项，那么，判定表中的输入条件则共有 4 行，而列数则为 24=16。确定好输入条件的取值之后，我们便可以很容易地根据判定表推算出各种结果的组合，也即输出，其中也包括中间节点的状态取值。上述方法考虑了所有条件的所有组合情况，在输入条件比较多的情况下，可能会产生过多的条件组合，从而导致判定表的行数太多，过于复杂。然而在实际情况中，由于这些条件之间可能会存在约束条件，所以很多条件的组合是无效的，也就是说，它们在判定表中也完全是多余的。因此根据因果图画出判定表时，我们可以有意识地排除掉这些无效的条件组合，从而使判定表的列数大幅度减少。例如，根据图所示的因果图，可以画出如表所示的判定表。北 航 校 区56. 为判定表的每一列设计一个测试用例即为从因果图中导出的判定表中的每一列设计一个测试用例。
