状态转换图简介

基于状态转换的用例设计是软件测试设计的一种传统方法。这种方法具有以下4个特征：

（1）软件测试对象的输出和行为方式不仅受当前输入数据的影响，同时还与软件测试对象之前的执行情况、之前的事件或以前的输入数据等有关。
（2）通过引入状态图（State Diagram）来描述软件测试对象和软件测试数据、对象状态之间的关系。
（3）状态图中的各个状态是通过不同的事件驱动的，如函数的调用。
（4）基于状态图开展的测试称之为状态转换测试。
状态图转化法最早运用于嵌入式测试用例设计。在嵌入式软件中，系统通过某种行为驱动能够从一种状态改变到另一种状态。下面的示例图是关于内存的状态转换图。

状态转换树

上面的状态转换图“循环往复”，不利于初学者理清状态转换关系。下面以视频播放软件作为案例，来给大家介绍一个比较简单易懂的状态转化图，如下图所示。
上图为一个主流程为“开机”-“运行”-“停机”流程结构呈“树状”的状态转换图，也可以称为状态转换树。
从图中可以清晰得看出这个软件的功能是：打开视频播放机，系统处于"开机"状态，单击【运行】键，系统处于"运行"状态；单击【停机】键，播放结束，系统处于停机状态；在"运行"状态单击【快进】键，进入"快进"状态，【快进】键最多可以按4次，分别为2倍数、4倍数、8倍数和16倍数前进；快进状态单击【停止】键返回"运行"状态，停机状态单击【播放】键，重新进入"运行"状态。

状态转换图转为状态转换树的方法

复杂的状态转换图不利于编写完备的测试用例，为此，我们需要将其转换为状态转移树，然后基于状态转换树去设计每个阶段的测试用例。转换的基本思路是：

（1）状态树的节点描述状态图的状态，状态树的枝干描述状态图的事件。
（2）转换树的根节点为状态图的初始状态，转换树的终节点为叶节点。
（3）转换树的每个节点，在状态图中如有直接后续状态，则添加一个枝干和节点（不同的事件应有不同的枝干和节点），直到出现如下情况，可将此节点作为叶节点：
从根节点到新添加的节点的路径上已经出现过相同状态。
或者：
新添加节点是状态图的一个结束状态，且不需要考虑其他状态转换。
来源："Testing Software Design Modeled by Finite-State Machines", IEEE Transactions on Software engineering, vol.4, no 3, may 1978, p 178-187
状态转换软件测试覆盖率：
（1）覆盖软件测试对象所有的状态；
（2）覆盖软件测试对象所有的事件；
（3）覆盖软件测试对象所有的状态转换至少一次；
（4）覆盖软件测试对象所有的状态、事件和状态转换。
下面讨论视频播放软件状态图是如何转换成状态树的。
下图为该软件的0-switch转换图。有了这棵树，就可以设计测试用例了。从树的根节点到所有叶子节点就是一个测试用例，这样就得到4个测试用例，分别为：
（1）开机->运行->快进->运行；
（2）开机->运行->快进->快进；
（3）开机->运行->停机->运行；
（4）开机->运行->停机。
上面这棵树叫作0-switch展开，也就是最基本的展开法。为了得到更多的测试用例，可以把这棵树的非结束的叶子节点再进行一次展开，也就是1-switch展开，如图2-7所示。
这样，可以得到7个测试用例：
（1）开机->运行->快进->运行->快进；
（2）开机->运行->快进->运行->停机；
（3）开机->运行->快进->快进->运行；
（4）开机->运行->快进->快进->快进；
（5）开机>运行->停机；
（6）开机>运行->停机->运行->停机；
（7）开机>运行->停机->运行->快进。
按照这种方法可以设计2-switch、3-switch……但是，在实际工作中，航空和医疗等特殊领域除外，一般做到1-switch就已经足够了。

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