正交分析法設計理論及實踐

1、理念介紹

在黑盒用例設計方法中有一個你們耳熟能詳的正交分析法，卻鮮有人知 「Pairwise」設計理念。

設想一種常見的場景，工期很緊的項目，原定的測試時間被「無理」地壓縮以後，如何能用極少的時間去保證更高的質量呢？

舉個例子，若是讓你測試一下word字體效果，你會整理出多少個用例呢？

答案很簡單是2的七次方=128個用例，但當工期特別緊的時候（128個用例執行不完）你又會從中選取哪些用例來執行呢？

「Pairwise」（官網: http://www.pairwise.org/）是行之有效的一個思路或者是強有力的理論基礎。它是L. L. Thurstone(29 May1887 – 30 September 1955)在1927年首先提出來的。他是美國的一位心理統計學家。Pairwise也正是基於數學統計和對傳統的正交分析法進行優化後獲得的產物。

Pairwise基於以下2個假設：

（1）每個維度都是正交的，即每個維度互相都沒有交集。

（2）根據數學統計分析，73%的缺陷（單因子是35%，雙因子是38%）是由單因子或2個因子相互做用產生的。19%的缺陷是由3個因子相互做用產生的。

所以，pairwise基於覆蓋全部2因子的交互做用產生的用例集合性價比最高而產生的。

舉例來講明：當因子A爲a一、B爲b1時，接下來不可出現A爲a一、B爲b1 或者是 B爲b一、A爲a1（爲何會倒過來描述，能夠思考一下）。

固然，在現實中會是有各類約束條件的，因此會出現IF … Then…，或者是在同一場景下，因子A、B、C之間的組合是能夠精簡的，而因子D、E、F、G倒是須要全組合（在Pairwise中的術語稱謂「階」）。一個個徹底依靠人工來進行輸出太麻煩，各大contributor貢獻出本身的開源工具，這裏挑一個大公司的（微軟）給你們介紹一下，工具名PICT。

工具下載地址：https://github.com/Microsoft/pict

最新的版本支持多平臺（linux、mac、windows），須要自行編譯。

2、PICT工具使用

1）先準備一個文本文件abc.txt，內容以下：

直接運行pict abc.txt便可獲得pairwise以後的結果：

若是須要全組合狀況，則能夠在命令行參數中指定/o:3，其中3是因子的個數，（/o的默認值是2，此參數爲上面所述的「階」）如：

2）在文本中指定因子的組合狀況，

直接運行pict abc.txt 便可獲得全組合的

3）因子判斷結構：

輸出的結果：（知足了當A爲a1時，B不等於b2，C 不等於c3）

3、案例實踐

以「星火錢包——開戶管理」的 「查詢」 功能測試爲例來詳細介紹一下PICT工具的使用思路和過程。

查詢因子有：「星火用戶ID」、「開戶狀態」、「開戶渠道」、「開戶時間」，其中每一個因子的限制以下：

• 星火用戶ID：不限制輸入的內容
• 開戶狀態：請選擇（默認）、開戶成功、開戶失敗
• 開戶渠道：請選擇（默認）、開戶成功、開戶失敗
• 開戶時間：選擇時間區間範圍（前端頁面的限制：填寫其一，另一個值會自動填充相同的時間，結束日期>=開始日期）（先不考慮後臺接口的限制）。

每一個因子須要考慮值的範圍爲：

星火用戶ID：空（默認）、非數字、12098847654八、120988476900

（假設120988476548是能夠查詢出結果的，120988476900是查詢不出結果的）

開戶狀態：請選擇（默認）、開戶成功、開戶失敗

開戶渠道：請選擇（默認）、PC、wap、app

開戶開始時間：空（默認）、2015010一、2016010一、20170101

開戶結束時間：空（默認）、2015010一、2015030一、2016020一、2016030一、20171101

「星火用戶ID」、「開戶狀態」、「開戶渠道」這三個因子，比較好整理，如圖所示，直接按照上面的內容直接填寫至文件中便可：

而「開戶開始時間」「開戶結束時間」有依賴性，因此，須要特殊處理，咱們將它們之間的依賴「翻譯」成PICT所能理解的方式：

1）「填寫其一，另一個值會自動填充相同的時間」

換句話說，「開戶開始時間」「開戶結束時間」只能同時爲空。

「翻譯」：

IF [開戶開始時間] = "空" THEN [開戶結束時間]= "空";

IF [開戶結束時間] = "空" THEN [開戶開始時間]= "空";

（

固然，你也能夠這樣寫：

IF [開戶開始時間] NOT IN {"20150101","20160101","20170101"} THEN [開戶結束時間]= "空";

IF [開戶結束時間] NOT IN {"20150101","20150301","20160201","20160301","20171101"} THEN [開戶開始時間]= "空";

）

2）「結束日期>=開始日期」

「翻譯」：

IF [開戶開始時間] <> "空" AND [開戶結束時間] <> "空" THEN [開戶開始時間] <= [開戶結束時間];

準備好所有的「翻譯」結果，如圖所示：

咱們先看一下「全組合」的用例總數爲多少？答案481條，如圖所示：

使用Pairwise思想，整理出的用例數量僅爲30條，如圖所示：

用例的詳細內容以下：（每行即每條用例）

星火用戶ID	開戶狀態	開戶渠道	開戶開始時間	開戶結束時間
120988476900	請選擇	請選擇	空	空
120988476548	開戶失敗	PC	20150101	20171101
非數字	開戶失敗	wap	空	空
120988476900	開戶成功	app	20150101	20150301
空	請選擇	pc	20160101	20160301
120988476548	開戶失敗	app	20160101	20160301
空	開戶成功	wap	20170101	20171101
空	開戶失敗	請選擇	20150101	20150301
非數字	開戶成功	pc	20150101	20150101
空	請選擇	wap	20150101	20150101
非數字	開戶成功	請選擇	20160101	20171101
非數字	請選擇	app	20150101	20160301
120988476548	開戶成功	app	空	空
120988476548	請選擇	app	20160101	20160201
120988476900	開戶失敗	wap	20160101	20160201
120988476548	開戶成功	wap	20150101	20160301
非數字	開戶成功	請選擇	20150101	20160201
空	開戶成功	pc	空	空
120988476900	請選擇	app	20170101	20171101
120988476900	開戶失敗	請選擇	20150101	20150101
空	請選擇	app	20150101	20160201
120988476548	開戶失敗	app	20150101	20150101
120988476900	開戶成功	請選擇	20150101	20160301
120988476900	請選擇	pc	20150101	20150301
120988476548	開戶失敗	請選擇	20170101	20171101
120988476548	開戶失敗	wap	20150101	20150301
空	請選擇	pc	20150101	20160201
非數字	請選擇	請選擇	20150101	20150301
非數字	開戶成功	pc	20170101	20171101

4、總結

Pairwise是一種有效的測試用例生成技術，經過對測試變量的全部維度及值的組合，避免窮舉測試全部維度的全部值及其組合來減小測試用例量。

遙想當年，Cohen等人應用Pairwise測試技術對Unix中的「Sort」命令進行了測試，測試結果代表覆蓋率高達90%以上。

對於當今迭代開發測試如此高效率的時代，更須要將這種測試方法，並將其應用於測試當中。

做者：宋金剛

來源：宜信技術學院