技術分享 | 黑盒測試方法論—因果圖
因果圖法是一種利用圖解法分析輸入與輸出的各種組合情況，從而設計測試用例的方法，它適合於檢查程式輸入條件的各種組合情況。
因果圖法比較適合輸入條件比較多的情況，可以測試所有的輸入條件的排列組合。因果圖的 “ 因 ” 就是輸入條件，因果圖的 “ 果 ” 就是輸出結果。
因果圖適用場景
等價類劃分法和邊界值分析法都是著重考慮輸入條件，但沒有考慮輸入條件的組合以及制約關係。如果在測試時必須考慮輸入條件的各種組合，那組合的數目可能是天文數字，所以必須考慮採用一種合適的方法對條件組合進行分析，簡化。最終目的是用最少的測試用例覆蓋最全面的場景。
因果圖中的基本符號
因果圖中的基本符號有四種，分別是恆等 (—) 、或 (~) 、與 (V) 、非(^)。
- 恆等：原因和結果都只能取 2 個值，1 代表條件成立，0 代表條件不成立。恆等相當於原因成立，則結果出現；若原因不成立，則結果也不出現。恆等關係“—”來表示。
- 非：原因和結果相反。若原因成立，則結果不出現；若原因不成立，則結果出現。非的關係用 “ ~ ” 表示。
- 或：有多個原因。若幾個原因中有一個成立，則結果出現；若幾個原因都不成立，則結果不出現。或的關係用 “ V ” 來表示。
- 與：有多個原因。只有幾個原因都成立，結果才或出現；若其中一個原因不成立，則結果不出現。與的關係用 “ ^ ” 來表示。
因果圖中的約束條件
因果圖中除了 4 種基本關係之外還會有一些約束條件。從原因考慮有 4 種約束：互斥、包含、唯一、要求。從結果考慮有 1 種約束：遮蔽。
- 互斥 E：a、b、c 只能有一個成立，但是可以都不成立。
- 包含 I：a、b、c 中至少有一個成立。可以多選但不能不選。
- 唯一 O：a、b、c 有且僅有一個為 1。也就是說多個原因中有且只有一個成立。
- 要求 R：如果 a 成立，則要求 b 必須也成立，其他的不做約束。一個出現，另一個也一定出現
- 強制遮蔽 M：對於結果的約束。當 a = 1 時，要求 b 必須為0，其他的不約束。a 不成立時，b 的值不一定。
唯一和互斥的區別是：唯一必須選一個；互斥可以不選，如果選只能選一個，幾個原因中有且只有一個成立。
因果圖法基本步驟
1.找出所有的原因，原因即輸入條件或輸入條件的等價類。
2.找出所有的結果，結果即輸出條件。
3.明確所有輸入條件之間的制約關係以及組合關係，判斷條件是否可以組合。
4.明確所有輸出條件之間的制約關係以及組合關係，判斷結果是否可以同時輸出。
5.找出不同輸入條件組合會產生哪些輸出結果。
6.將因果圖轉換成判定表或決策樹。
7.判定表或決策表中每一列表示的情況設計測試用例。
例項
需求解釋
交通一卡通自動充值軟體系統。系統只接收 50 或 100 元紙幣，一次只能使用一張紙幣，一次的充值金額只能為 50 或 100 元。
明確輸入的條件為：
1.選擇投幣 50 元
2.選擇投幣 100 元
3.選擇充值 50 元
4.選擇充值 100 元
明確輸出的結果為：
- a. 完成充值、退卡
- b. 提示充值成功
- c. 找零
- d. 提示錯誤
分析輸入條件
1、不能組合的條件 * 條件 1 和 2 不能同時成立；* 條件 3 和 4 不能同時成立。
2、可以組合的條件 * 條件 1 和 3 可以同時成立；* 條件 1 和 4 可以同時成立；* 條件 2 和 3 可以同時成立；* 條件 2 和 4 可以同時成立；* 條件 1 2 3 4 可以單獨出現。
分析輸出條件
1、不能組合的輸出結果（互斥關係） * 輸入 a 和 d 不能同時出現；* 輸出 b 和 d 不能同時出現。
2、可以組合的輸出結果（要求） * 輸出 a 和 b 一定會同時出現（要求）；* 輸出 a、b、c可以同時出現；* 輸出 c、d可以同時出現；* 輸出 d 單獨存在。
分析輸入和輸出的對應關係
條件 1、3 組合 -- 輸出 a、b 組合
投入 50 ，充值 50 -- 完成充值、退卡
用圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 1、4 組合 -- 輸出 c、d 組合
投 50，充值 100 -- 退錢、提示錯誤
用圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 2、3 組合 -- 輸出 a、b、c 組合
投 100 ，充值 50 -- 充值成功、退卡、找零
用圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 2、4 組合 -- 輸出 a、b 組合
投 100、充值100 -- 完成充值、退卡
由圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 1 單獨出現 -- 輸出 c、d 組合
只投入 50 -- 充值失敗提示錯誤、退款
由圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 2 單獨出現 -- 輸出 c、d 組合
只投入 50 -- 充值失敗提示錯誤、退款
由圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 3 單獨出現 -- 輸出 d
只投入 50 -- 充值失敗提示錯誤
由圖表示：
由圖轉化為表格：
條件 4 單獨出現 -- 輸出 d
只投入 50 -- 充值失敗提示錯誤
由圖表示：
由圖轉化為表格：
最後的表格就是一個判定表，再把判定錶轉化為測試用例。
轉化為測試用例
按照判定表，最終轉化出的測試用例如下表所示：
嚴格的按照判定表，轉化出的測試用例，很大程度上避免了在寫測試用例的時候遺漏某些測試點的情況。所以大家不僅要學會，也要會用因果圖法，讓我們的測試工作質量有保障。
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