测试用例设计——等价类划分法

article/2025/10/3 5:06:42

一、分析问题
如果我们需要对下面的这个两位数加法器设计测试用例，在测试了1＋1，1＋2，（-1）+1和（-1）＋2之后，是否有必要测试1＋3，1＋4 ，1＋（-3）和1＋（-4）呢？
如果不对两位数加法器程序进行穷举测试，我们能否放心的认为其他所有的参数组合都是正确的呢？
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可想而知，我们不可能输入这么多的组合进行测试。那么，如果不可能输入这些组合进行测试，是否会担心会遗漏测试中会存在bug呢？

等价类是建立在这种思想之上——即我们不可能进行穷举测试，那么我们就必须对输入进行分类。我们知道程序是通过数据结构和算法来实现的，计算机按照算法来运行程序，这种运行是稳定的，不会因为我们的输入而导致计算机处理不稳定，即我们输入某种组合，即使输入成千上万次，也是得到同一结果。输入用同一数据结构表示的数据是稳定的，在某值域范围内，程序处理方法是相同的。如果输入不在同一值域，则不能称为同一类。实践证明，这种假设是成立的，所以等价类划分法也是有效的。

等价类划分法是一种最常用、也是最重要的黑盒测试方法，它将不能穷举的测试过程进行合理分类，从而保证设计出来的测试用例具有完整性和代表性。

二、等价类划分
等价类划分是把所有可能的输入数据，即程序的输入域划分成若干部分（子集），然后从每一个子集中选取少数具有代表性的数据作为测试用例。测试某等价类的代表值就等于对这一类其它值的测试。因此，可以把全部输入数据合理划分为若干等价类，在每一个等价类中取一个数据作为测试的输入条件，就可以用少量代表性的测试数据，取得较好的测试结果。

如何划分？——先从程序的规格说明书中找出各个输入条件，再为每个输入条件划分两个或多个等价类，形成若干个互不相交的子集。

三、等价类划分步骤
以两位数加法器为例：
1、划分等价类（依据是需求）
有效数据等价类：由那些对程序的需求说明中有意义的、合理的输入数据所构成的集合
无效数据等价类：有那些不合理的或无意义的输入数据所构成的集合
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2、建立等价类表

3、设计测试用例
在设计测试用例时，应同时考虑有效等价类和无效等价类测试用例的设计。
根据已列出的等价类表可确定测试用例，具体过程如下：
（1）首先为等价类表中的每一个等价类分别规定一个唯一的编号。
（2）设计一个新的测试用例，使它能够尽量覆盖尚未覆盖的有效等价类。重复这个步骤，直到所有的有效等价类均被测试用例所覆盖。
（3）设计一个新的测试用例，使它仅覆盖一个尚未覆盖的无效等价类。重复这一步骤，直到所有的无效等价类均被测试用例所覆盖。
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四、实例
某工厂2023年公开招工，规定报名者年龄应在20周岁至40周岁之间，出生年月规定日期由6位数字组成，前4位表示年份，后2位表示月份。出生年月不在上述范围内，将拒绝接受，并显示“年龄不合格”等出错信息。