狀態轉換圖簡介    

基於狀態轉換的用例設計是軟體測試設計的一種傳統方法。這種方法具有以下4個特徵：

　　（1）軟體測試物件的輸出和行為方式不僅受當前輸入資料的影響，同時還與軟體測試物件之前的執行情況、之前的事件或以前的輸入資料等有關。　　（2）通過引入狀態圖（State Diagram）來描述軟體測試物件和軟體測試資料、物件狀態之間的關係。　　（3）狀態圖中的各個狀態是通過不同的事件驅動的，如函式的呼叫。　　（4）基於狀態圖開展的測試稱之為狀態轉換測試。    狀態圖轉化法最早運用於嵌入式測試用例設計。在嵌入式軟體中，系統通過某種行為驅動能夠從一種狀態改變到另一種狀態。下面的示例圖是關於記憶體的狀態轉換圖。　　

狀態轉換樹

　　上面的狀態轉換圖“迴圈往復”，不利於初學者理清狀態轉換關係。下面以視訊播放軟體作為案例，來給大家介紹一個比較簡單易懂的狀態轉化圖，如下圖所示。
　　上圖為一個主流程為“開機”-“執行”-“停機”流程結構呈“樹狀”的狀態轉換圖，也可以稱為狀態轉換樹。       從圖中可以清晰得看出這個軟體的功能是：開啟視訊播放機，系統處於"開機"狀態，單擊【執行】鍵，系統處於"執行"狀態；單擊【停機】鍵，播放結束，系統處於停機狀態；在"執行"狀態單擊【快進】鍵，進入"快進"狀態，【快進】鍵最多可以按4次，分別為2倍數、4倍數、8倍數和16倍數前進；快進狀態單擊【停止】鍵返回"執行"狀態，停機狀態單擊【播放】鍵，重新進入"執行"狀態。

狀態轉換圖轉為狀態轉換樹的方法

複雜的狀態轉換圖不利於編寫完備的測試用例，為此，我們需要將其轉換為狀態轉移樹，然後基於狀態轉換樹去設計每個階段的測試用例。轉換的基本思路是：

　　（1）狀態樹的節點描述狀態圖的狀態，狀態樹的枝幹描述狀態圖的事件。　　（2）轉換樹的根節點為狀態圖的初始狀態，轉換樹的終節點為葉節點。　　（3）轉換樹的每個節點，在狀態圖中如有直接後續狀態，則新增一個枝幹和節點（不同的事件應有不同的枝幹和節點），直到出現如下情況，可將此節點作為葉節點：　　從根節點到新新增的節點的路徑上已經出現過相同狀態。　　或者：　　新新增節點是狀態圖的一個結束狀態，且不需要考慮其他狀態轉換。　　來源："Testing Software Design Modeled by Finite-State Machines", IEEE Transactions on Software engineering, vol.4, no 3, may 1978, p 178-187　　狀態轉換軟體測試覆蓋率：　　（1）覆蓋軟體測試物件所有的狀態；　　（2）覆蓋軟體測試物件所有的事件；　　（3）覆蓋軟體測試物件所有的狀態轉換至少一次；　　（4）覆蓋軟體測試物件所有的狀態、事件和狀態轉換。　下面討論視訊播放軟體狀態圖是如何轉換成狀態樹的。　　下圖為該軟體的0-switch轉換圖。有了這棵樹，就可以設計測試用例了。從樹的根節點到所有葉子節點就是一個測試用例，這樣就得到4個測試用例，分別為：　　　　（1）開機->執行->快進->執行；　　（2）開機->執行->快進->快進；　　（3）開機->執行->停機->執行；　　（4）開機->執行->停機。　　上面這棵樹叫作0-switch展開，也就是最基本的展開法。為了得到更多的測試用例，可以把這棵樹的非結束的葉子節點再進行一次展開，也就是1-switch展開，如圖2-7所示。　　這樣，可以得到7個測試用例：　　（1）開機->執行->快進->執行->快進；　　（2）開機->執行->快進->執行->停機；　　（3）開機->執行->快進->快進->執行；　　（4）開機->執行->快進->快進->快進；　　　　（5）開機>執行->停機；　　（6）開機>執行->停機->執行->停機；　　（7）開機>執行->停機->執行->快進。　　按照這種方法可以設計2-switch、3-switch……但是，在實際工作中，航空和醫療等特殊領域除外，一般做到1-switch就已經足夠了。