因果图实例讲解

51Testing软件测试网M_K0e_z;R

  等价类划分方法和边界值分析方法，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。考虑输入条件之间的相互组合，可能会产生一些新的情况。但要检查输入条件的组合不是一件容易的事情，即使把所有输入条件划分成等价类，他们之间的组合情况也相当多。因此必须考虑采用一种适合于描述对于多种条件的组合，相应产生多个动作的形式来考虑设计测试用例。这就需要利用因果图（逻辑模型）。51Testing软件测试网 t1B#A_@_W

  因果图（Cause-EffectGraphing）提供了一个把规格转化为判定表的系统化方法，从该图中可以产生测试数据。其中原因是表示输入条件，结果是对输入执行的一系列计算后得到的输出。51Testing软件测试网3g$\\_{_h4H_R

  因果图方法最终生成的就是判定表，它适合于检查程序输入条件的各种组合情况。

)m F2N7Q8A_u6W_l!V051Testing软件测试网"O_h O3h_g C$D

2.因果图介绍51Testing软件测试网#T!l$m h&V:?0\\_|

51Testing软件测试网2f_h ].B9y_[_v_o7G7Q

2.1图例说明51Testing软件测试网_A4xR.?_S_G:s5X_i_S \

51Testing软件测试网_h"r b8Z2@)P0Z_O"d V

1、4种符号分别表示了规格说明中向4种因果关系。如图2-1所示。

%C-^.b"K_v

K K_E_A0  

0} B!f_v_}_F_G__$|051Testing软件测试网_h O:N_t%T5L

                          图2-1 因果图关系51Testing软件测试网_p'g K$e_c rD

51Testing软件测试网_^_v;P)|_S_d_a6A

2、因果图中使用了简单的逻辑符号，以直线联接左右结点。左结点表示输入状态（或称原因），右结点表示输出状态（或称结果）。51Testing软件测试网1o#t_o2[ J.o:R_H_j

3、ci表示原因，通常置于图的左部；ei表示结果，通常在图的右部。ci和ei均可取值0或1，0表示某状态不出现，1表示某状态出现。51Testing软件测试网)e!{_\\_J__#A

b_N3o

0x

` x2b(r5g_T%P02.2因果图概念

_k_s_i$S4x3j_w0

&A;H_H_M&K {_x_m01、关系（图2-1 因果图关系）

*v:k4V_C_j_R d*p0     ①恒等：若ci是1，则ei也是1；否则ei为0。

:X_O:e#u_z-q_O0     ②非：若ci是1，则ei是0；否则ei是1。

_x3[0d9I_m$V_e+w_W0     ③或：若c1或c2或c3是1，则ei是1；否则ei为0。“或”可有任意个输入。

_t4~ ?_Y*p0     ④与：若c1和c2都是1，则ei为1；否则ei为0。“与”也可有任意个输入。

_A c-`8[

\\e)c6B7H0

+O0g_M6D"D(h02、约束

_N ?_z_u7? ^;Z)v/@0   输入状态相互之间还可能存在某些依赖关系，称为约束。例如，某些输入条件本身不可能同时出现。输出状态之间也往往存在约束。在因果图中，用特定的符号标明这些约束。如图2-2所示。51Testing软件测试网_x_W7V!s(a__v

51Testing软件测试网_c0z_k{

l

_m_h_a;Q_Y0                             

2Y? r_O_j_I0                           图2-2因果图约束51Testing软件测试网_U5t_v_I.W_j

51Testing软件测试网%{*i D6G_a*E ^(r_C

A.输入条件的约束有以下4类： 

%c_` R@,]@

^_P_j0① E约束（异）：a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。 

l h_i"A'z ?0② I约束（或）：a、b和c中至少有一个必须是1，即 a、b 和c不能同时为0。 51Testing软件测试网

w7_ N'y _ I_R ]-v

③ O约束（唯一）；a和b必须有一个，且仅有1个为1。 51Testing软件测试网_R4y_Sq_E,C ` p9\\_]

④R约束（要求）：a是1时，b必须是1，即不可能a是1时b是0。51Testing软件测试网_B_y_o_D_]_V_R

51Testing软件测试网3v }

i6M_C_a,d3m_\

B.输出条件约束类型51Testing软件测试网_Y_h_X2q

o_b)L

输出条件的约束只有M约束（强制）：若结果a是1，则结果b强制为0。51Testing软件测试网2j)m p0R_L.O1E

51Testing软件测试网_t_C4h_f_F.Y"e_|

2.3因果图法设计测试用例步骤

-G:R_B4m o$H5X0

.t*|_n_e_Y_n_i01、分析待测得系统规格，找出原因与结果51Testing软件测试网_G z#G h a$L

   分析软件规格说明描述中，那些是原因(即输入条件或输入条件的等价类)，那些是结果(即输出条件), 并给每个原因和结果赋予一个标识符。

3c%x%M;P_p+V$e l_HO'T'a02、画出因果图51Testing软件测试网(f3B_v_R

c,k6?_G

   分析软件规格说明描述中的语义。找出原因与结果之间，原因与原因之间对应的关系。根据这些关系，画出因果图。

_D.C_W O/__j A)U:A03、标记约束或条件51Testing软件测试网_P_w n$z_H4G c

   由于语法或环境，有些原因与原因之间,原因与结果之间的组合情况下不可能出现。 为表明这些特殊情况，在因果图上用一些记号表明约束或条件。

#~ u/f%b8~_H*O,j4J04、把因果图转换为判定表。51Testing软件测试网

e_m_S_v_u_ZZ_V

5、用判定表中的每一项生成测试用例。

%h V7I_F#L_O7z7y-@051Testing软件测试网*K5O2M;Y_c/]_@

3.因果图实例

,E

D_e)}.A$J$p_c_E_y051Testing软件测试网$m_F/\\.w*\\_L n"G_l/K

3.1实例一

8\\_|-T)d_H5G_L w9@2D051Testing软件测试网 A T_g'O1S0n.u ]4_5R

某软件规格说明书包含这样的要求：第一列字符必须是A或B，第二列字符必须是一个数字，在此情况下进行文件的修改，但如果第一列字符不正确，则给出信息L；如果第二列字符不是数字，则给出信息M。51Testing软件测试网_O_I5j(E_b_T_T1N

_e_w/z_K6dN_H;L_X01、对说明进行分析，得到原因和结果：51Testing软件测试网_w_H*~_w_Y&D__

0A Z W1})@(?!D_E-}2d:I B

k `0原因：  51Testing软件测试网 e_o7{#f_S

1：第一列字符是A；

_a2?6uU'G&{_i!M3v02：第一列字符是B；51Testing软件测试网_i

O_Q-i_` Z&h)b

3：第二列字符是一数字。51Testing软件测试网_r.e_x;A-F_X2_t_x,y0q

N \\_j%a'[P c0结果：

_R_R_f;v_z X_h,m.E021：修改文件；51Testing软件测试网 `_S*e.A_F_V,e

22：给出信息L；51Testing软件测试网_b__:A9n_e `_f

23：给出信息M。

7\\3l6o_G_| M_V051Testing软件测试网0Y/j M_w_L_c5{

2、其对应的因果图如下：11为中间节点；考虑到原因1和原因2不可能同时为1，因此在因果图上施加E约束，如图3-1所示。51Testing软件测试网t_J

M_g_v_? D

51Testing软件测试网

R!O___E%p_n_i o

___`_m/g E#]!Y0  

+e {2c_r_p;v _:t'M L_i*`0                        图3-1实例一的因果图

_[_~9s1z_[ J0

9V

i i_s,{ t_w_}4]"Cn8C03、根据因果图建立判定表。51Testing软件测试网_r ] }!kj{ O,A

9u `7B)b'W1f_N2`8m0   51Testing软件测试网_v __E&H"Z#q

^_H)S

51Testing软件测试网_g_c O_L/F_B Z_h_K S

   表中8种情况的左面两列情况中，原因①和原因②同时为1，这是不可能出现的，故应排除这两种情况。

0IZ2g*q J__ w0L&~_P9C051Testing软件测试网u-E/N-f o0}3o+K(@_f

4、把判定表的每一列拿出来作为依据，设计测试用例51Testing软件测试网_t2K3am_x_G_w.@_i_v

   我们把表的最下一栏给出了6种情况的测试用例，这是我们所需要的数据。

8b1O R'A)?)J4K&y0

(v5U)g_E2r4P;U

D03.2实例二

t&V:d_@_w_|_X-L051Testing软件测试网_L_J_C6O$o

有一个处理单价为5角钱的饮料的自动售货机软件测试用例的设计。

7^ ^_oo_n'{_r_d_d_?0其规格说明如下：51Testing软件测试网_L_}$g_h8V"J)D_o

若投入5角钱或1元钱的硬币，押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮，则相应的饮料就送出来。51Testing软件测试网)r_v_B3Z_R3|

若售货机没有零钱找，则一个显示〖零钱找完〗的红灯亮，这时在投入1元硬币并押下按钮后，饮料不送出来而且1元硬币也退出来；

#e_J,h_f.p(]0若有零钱找，则显示〖零钱找完〗的红灯灭，在送出饮料的同时退还5角硬币。51Testing软件测试网_U__

D'a0J:G*T_H z

_yj_s_D_N n01、分析这一段说明，列出原因和结果：51Testing软件测试网!~ q4B;q_N_v3s.c_V(x)o_q

这本身只是一个实例，只是用来学习，其实其设计说明还是存在好多漏洞的，例如：如果售货机里没有饮料了怎么办？51Testing软件测试网_O_p)_8m_e n3S_M

51Testing软件测试网 n!I$B_s D*Q

原因：

_n'm"w2p_V#g_} @_F_H_p01、售货机有零钱找51Testing软件测试网_|1|_s0b*O_R

2、投入1元硬币

_o ? ej_Y.^1t03、投入5角硬币

$x/v_P:k ^_X04、押下橙汁按钮51Testing软件测试网0B6`1}_B_s_J ^4Z_D_Z)o

5、押下啤酒按钮51Testing软件测试网_x_U,}_X_K0x_I'P

51Testing软件测试网_Y_Ky

A_PY1B

结果：

8Z,U+U*@9b E_m;B8i1l021、售货机〖零钱找完〗灯亮

9R;\\:F)~_P_|/T022、退还1元硬币51Testing软件测试网9h ~_N-z+L s"R

23、退还5角硬币             51Testing软件测试网l_B)M_r M`_U_u

24、送出橙汁饮料51Testing软件测试网_j_S4];^_T!y1P_d_V e-N_t

25、送出啤酒饮料51Testing软件测试网_D_k)| ~4^_s.\\3T_S

51Testing软件测试网_b_D(L_H_b_N_D_e

2、画出因果图，如图3-2所示。51Testing软件测试网_[&L Sr_n_F_I_R_U

所有原因结点列在左边，所有结果结点列在右边。建立中间结点，表示处理的中间状态。中间结点：

&c~.ya7c_I c_B011、投入1元硬币且押下饮料按钮51Testing软件测试网0n_my_L_r_m_m \\_u

12、押下〖橙汁〗或〖啤酒〗的按钮51Testing软件测试网7^+M_l_j_f_R

13、应当找5角零钱并且售货机有零钱找

'u%T_A&w8~_F_n_T014、钱已付清51Testing软件测试网3v5A_D_v_I_X[

51Testing软件测试网2]_L_C_?1r_`_^_S*c

  51Testing软件测试网/P_x"i_|_x_^6|_O

    51Testing软件测试网8b+H_@2UH

                          图3-2 售货机因果图51Testing软件测试网*S_Z1j_G-W:]

_K_S_w'V{9L$a C-m/T_P_B03、转换成判定表：51Testing软件测试网J t2c+C5X-]'[_W T'^

51Testing软件测试网0] l%{_O_x_L \\+B_V_f_b

51Testing软件测试网$__X%}.Y[y7d k_D

4、在判定表中，阴影部分表示因违反约束条件的不可能出现的情况，删去。第16列与第32列因什么动作也没做，也删去。最后可根据剩下的16列作为确定测试用例的依据。

)[%f_{ ^;m:r0

"k_}_e$K:T Fj_I

L_s u \\_N03.3实例三

)M_a_E3f,T_I_|_bU051Testing软件测试网_J#[_V$z7w)C6k)o

NextData函数的精简决策表

_p,ta_n.O:[(t s9r_e E}_^0M1＝{月份： 每月有30天}51Testing软件测试网([_g_r_G_`4E

M2＝{月份： 每月有31天， 12月除外}51Testing软件测试网_{_P8z_R_{9a

M3＝{月份： 2月}

2a m y_w ];]_N_g_k0M4＝{月份：12月}

&A!u:W_d_q_q0D1＝{日期：1<=日期<=27}

$k d

S"Mt(G'L_?0D2＝{日期：28}

&f t_c q6R_O3`0D3＝{日期：29}51Testing软件测试网_T_M_E4u4O_t_]

D4＝{日期：30}

'c_W___X_u_v_S2O1w:p_}+N^:f0D5＝{日期：31}51Testing软件测试网_H_d_s __\\_Q)j_|

Y1 ＝{年：年是闰年}

_e_g [0D_J,P_b0Y2 ＝{年：年不是闰年}51Testing软件测试网_])M_q"e `_f*k_E_^

输入变量间存在大量逻辑关系的NextData决策表。

9rW_D_F_x_H_o&c5V0

_\\6C#l_S8M_n5G_]0分析这一段说明，列出原因（条件）和结果：51Testing软件测试网%a,W0f$b(M_B_z6P

_p3Y_A/D tk S+r0原因（条件）：51Testing软件测试网)@_i;R v,q%W/N.X&J8R

M1＝{月份： 每月有30天}

+s4@_o6Nj_l0M2＝{月份： 每月有31天， 12月除外}

%N0D#t(t1d z i_|0M3＝{月份： 2月}51Testing软件测试网7o8s7F-C1__Q_k_K$u*a'w)]

M4＝{月份：12月}51Testing软件测试网#K+x_Y8t_D_?__

D1＝{日期：1<=日期<=27}

_r/y.~%e9\\_v0D2＝{日期：28}

,r!\S6F;m4Q_C0D3＝{日期：29}

_P_E_|J&pT n/J;X+W(|0D4＝{日期：30}

v h*t"^_{*M8?1o:~_f7m0D5＝{日期：31}51Testing软件测试网k1|_w4[_N G

Y1 ＝{年：年是闰年}

;\\*Z__(Z s1P_b_S_O(g0Y2 ＝{年：年不是闰年}51Testing软件测试网3{.y_X/s_@_J5d Q3J

2AY w T_^ a7t_L7H;P_}1D_l0结果：

-]&d_f S_H/p F$M0输入的日期无效，例如：2008-4-30；2007-2-29；2008-2-30；2008-2-31；

/G_y_t_j)?+m_`_]$o0日前为1；

_B m;y

g_L%a_zZ_U0月份为1；

,K_j;H_D_v_P

Q_J0日期+1；

(\\2f#z `_n_b&W_P5n0月份+1；51Testing软件测试网_Q__)R_m,C:h&\\'v;C

年份+1；

.e_f%]_b)N051Testing软件测试网&g_W_C _(E&q$tn

'|_n+~_o3S0

1m_S;u_T_b2p3`_V+d0   该图没有考虑无效日期的情况。

_a_v zzJ.P"V W-^051Testing软件测试网_N_{_x u_`_Y_l-B

输入条件过于庞大，个人觉得将其分成4部分利于编写判定表，每个Mi对应一张表。这里就不过多描述了。51Testing软件测试网_g2Q_b_Q_C_b___V

这里大家可以尝试用正交试验法解决。51Testing软件测试网'e_`.c_|__/^'^_N

51Testing软件测试网'y#F$f_l_^ R_S

3.4实例四

f)rf ?_u_E.K!@_u051Testing软件测试网9{_J!L6O N_J

以中国象棋中马的走法为例子，具体说明：51Testing软件测试网!K;U5l_B&m_h;f

1、如果落点在棋盘外，则不移动棋子；

:OC j_c.l_E_Y__,A02、如果落点与起点不构成日字型，则不移动棋子；

;?_t s4~ a_v_p t9s03、如果落点处有自己方棋子，则不移动棋子；

Y/i7s)`_{_H+?5y+k_C_I04、如果在落点方向的邻近交叉点有棋子（绊马腿），则不移动棋子；51Testing软件测试网_i7X)w_q_f3x

z

n

5、如果不属于1-4条，且落点处无棋子，则移动棋子；51Testing软件测试网1s_ny9~*u_@%m0|

6、如果不属于1-4条，且落点处为对方棋子 (非老将) ，则移动棋子并除去对方棋子；

___a/v | s O_`_h07、如果不属于1-4条，且落点处为对方老将，则移动棋子，并提示战胜对方，游戏结束。

g${_}_h_t0 

&K_o y__4u5?01、对说明进行分析，得到原因和结果：51Testing软件测试网_L_u!m_N2t_s p

51Testing软件测试网1Z_U)Q2u_A-e o h$P9U

原因：51Testing软件测试网_e_U9T3cB_@*o

1、落点在棋盘外；51Testing软件测试网_]9k-^_W*I1Q)}-`

2、不构成日字；

'|,C+` M}_}_K_Y03、落点有自方棋子；51Testing软件测试网)x)h*^_f%g9q_S

4、绊马腿；

&|:F6K1@#u$e a.Q05、落点无棋子；

%u.u0A3v_~06、落点为对方棋子；

_f_Q$_J0f_[_I3t_M_Y07、落点为对方老将。51Testing软件测试网2y-q9O_q_v;D4X L z_R

_`/m_t_a_Q!w_k/s0结果：51Testing软件测试网'K__%\\_y_P_t0P

21、不移动；

1Y_]_o_H_l

F_];s022、移动；51Testing软件测试网_r3D_L_v_C_y+N-r

23、移动己方棋子消除对方棋子；

4T J3P_H#p,r024、移动并战胜对方。

2u_V u4{2q$_:M0

#y_g5E_J_@)Z_c02、根据分析出来的原因和结果，我们可以画出因果图，如下：51Testing软件测试网%H)G6c_}2F1\\+_

51Testing软件测试网_q_O_q"x S_|

g_p

51Testing软件测试网G%u-B_i c7[)D_j

51Testing软件测试网(C \\_U"V2E0T/a

   11这个结点称做中间结点，是为了让因果图的结构更加明了，简化因果图导出的判定表。

+v%}d(f%x s_{_ix!W_q_D0组合过于庞大（2的7次方）通过中间结点11，将判定表分成两部分，简化判定表如下：

_\\"m1P_Z+}*?']_K051Testing软件测试网_Eo6B3^1]7sS

 51Testing软件测试网E_b3U-@_g

q*r0\

__[:Gl_C9L2S_p2__V0 

将无用的组合去掉。

.G_k B_v4I_t S"s0 

将上面两张表根据潜在的约束条件，再次修整，得到如下图：

,S_H3Z"B#Gb"?_y0

.\_L;K_O_k6^_E051Testing软件测试网7{$s;t#n5e+q_c_D7j_e

51Testing软件测试网_Z_Z7z_l,g 

4.因果图法优缺点51Testing软件测试网c%|_BP_z4^&Y2g

,i`0XC3e_|_b04.1优点51Testing软件测试网_Z7g_@_G_O"Q

1、因果图法能够帮助我们按照一定步骤，高效的选择测试用例，设计多个输入条件组合用例

Wy_t_Q/F_x_i_y F02、因果图分析还能为我们指出，软件规格说明描述中存在的问题

l6v)Q0l3t_E_r)g)D0

1__Y_V6d0ti c04.2缺点51Testing软件测试网_I-w/s%w#__O.?0V

1、输入条件与输出结果的因果关系，有时难以从软件需求规格说明书得到。51Testing软件测试网_V;}_U_k4P1n_r

2、即时得到了这些因果关系，也会因为因果关系复杂导致因果图非常庞大，测试用例数目及其庞大。51Testing软件测试网5o_t%Q6B"_8t_H_U"A