正交分析法設計理論及實踐

一、理念介紹

在黑盒用例設計方法中有一個大家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，工期很緊的專案，原定的測試時間被“無理”地壓縮之後，如何能用極少的時間去保證更高的質量呢？

舉個例子，如果讓你測試一下word字型效果，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得到的產物。

Pairwise基於如下2個假設：

（1）每一個維度都是正交的，即每一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個因子相互作用產生的。19%的缺陷是由3個因子相互作用產生的。

因此，pairwise基於覆蓋所有2因子的互動作用產生的用例集合價效比最高而產生的。

舉例來說明：當因子A為a1、B為b1時，接下來不可出現A為a1、B為b1 或者是 B為b1、A為a1（為什麼會倒過來描述，可以思考一下）。

當然，在現實中會是有各種約束條件的，所以會出現IF … Then…，或者是在同一場景下，因子A、B、C之間的組合是可以精簡的，而因子D、E、F、G卻是需要全組合（在Pairwise中的術語稱謂“階”）。一個個完全依靠人工來進行輸出太麻煩，各大contributor貢獻出自己的開源工具，這裡挑一個大公司的（微軟）給大家介紹一下，工具名PICT。

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

最新的版本支援多平臺（linux、mac、windows），需要自行編譯。

二、PICT工具使用

1）先準備一個文字檔案abc.txt，內容如下：

直接執行pict abc.txt即可得到pairwise之後的結果：

如果需要全組合情況，則可以在命令列引數中指定/o:3，其中3是因子的個數，（/o的預設值是2，此引數為上面所述的“階”）如：  

2）在文字中指定因子的組合情況，

直接執行pict abc.txt 即可得到全組合的

3）因子判斷結構：

輸出的結果：（滿足了當A為a1時，B不等於b2，C 不等於c3）

三、案例實踐

以“星火錢包——開 戶管理”的 “查詢” 功能測試為例來詳細介紹一下PICT工具的使用思路和過程。  

查詢因子有：“星火使用者ID”、“開 戶狀態”、“開 戶渠道”、“開 戶時間”，其中每個因子的限制如下：

• 星火使用者ID：不限制輸入的內容
• 開 戶狀態：請選擇（預設）、開 戶成功、開 戶失敗
• 開 戶渠道：請選擇（預設）、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，另外一個值會自動填充相同的時間，結束日期>=開始日期）（先不考慮後臺介面的限制）。

每個因子需要考慮值的範圍為：

星火使用者ID：空（預設）、非數字、120988476548、120988476900

（假設120988476548是可以查詢出結果的，120988476900是查詢不出結果的）

開 戶狀態：請選擇（預設）、開 戶成功、開 戶失敗

開 戶渠道：請選擇（預設）、PC、wap、app

開 戶開始時間：空（預設）、20150101、20160101、20170101

開 戶結束時間：空（預設）、20150101、20150301、20160201、20160301、20171101

“星火使用者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檔案中即可：

而“開 戶開始時間”“開 戶結束時間”有依賴性，所以，需要特殊處理，我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，另外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”只能同時為空。

“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";

（
當然，你也可以這樣寫：
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];

準備好全部的“翻譯”結果，如圖所示：

我們先看一下“全組合”的用例總數為多少？答案481條，如圖所示：

使用Pairwise思想，整理出的用例數量僅為30條，如圖所示：

用例的詳細內容如下：（每行即每條用例）

四、總結

Pairwise是一種有效的測試用例生成技術，通過對測試變數的所有維度及值的組合，避免窮舉測試所有維度的所有值及其組合來減少測試用例量。

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，測試結果表明覆蓋率高達90%以上。

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

作者：宋金剛

來源：宜信技術學院

來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/69918724/viewspace-2651547/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。