运用正交法设计测试用例

正交实验法百科

正交实验法就是利用排列整齐的表 -正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果，这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点，利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。

正交实验法概念

正交实验法是研究多因素、多水平的一种设计方法，它是利用正交表来对实验进行设计，通过少数的实验替代全面实验，根据正交表的正交性从全部水平组合中挑选适量的、有代表性的点进行实验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，整齐可比”的特点

全面实验：可以分析各因素的效应，交互作用，也可选出最优水平组合。但全面实验包含的水平组合数较多，工作量大，在有些情况下无法完成。
若实验的目的是寻求最优水平组合，则可利用正交表来设计安排实验。
正交试验设计的基本特点：用部分试验来代替全面实验，通过对部分试验的分析，了解全面实验的情况。
正交实验是用部分试验来代替全面实验的，它不可能像全面实验那样对各因素效应、交互作用一一分析，当交互作用存在时，有可能出现交互作用的混杂。虽然正交实验有上述不足，但它能通过部分试验找到最优水平组合，因而很受实际工作者青睐。

正交表百科

正交表是一种特制的表格，一般用Ln(m的k次方)表示，L代表是正交表，n代表试验次数或正交表的行数，k代表最多可安排影响指标因素的个数或正交表的列数，m表示每个因素水平数，且有n=k*(m-1)+1。

最简单的正交表是L4(2³)，含意如下：“L”代表正交表；L 下角的数字“4”表示有 4 横行，简称行，即要做四次试验；括号内的指数“3”表示有3 纵列，简称列，即最多允许安排的因素是3 个；括号内的数“2”表示表的主要部分只有2 种数字，即因素有两种水平1与2。正交表的特点是其安排的试验方法具有均衡搭配特性。

正交表的类别

等水平正交表（每个因素的水平数相等）
混合水平正交表（每个因素的水平数不完全相等）

正交表的特点

正交表具有以下两个特点。正交表必须满足这两个特点，有一条不满足，就不是正交表。

齐整可比：每一列中，不同的数字出现的次数相等，即对任何一个因素，不同水平的实验次数是一样的。（整齐可比性）
均匀分散：任意两列中，同一行的两个数字构成有序数对，每种数对出现的次数相同，即任何两个因素之间都是交叉分组的全面实验。（均衡搭配性）
将正交表的任意两行（或两列）交换，仍是正交表。
将某一列中的数字号码相互对换，仍是正交表。

构造正交表的步骤

明确实验目的，确定评价指标
挑选因素，确定水平
选正交表，进行表头设计
明确实验方案。确定正交表内容，填写各因素对应的水平的具体数值，每行对应一个实验方案，按照规定的方案做实验，将实验结果填写表最后一列。

确定因素数和水平数

因素数：确定测试中有多少个相互独立的考察变量。
水平数：确定任何一个因素在实验中能够取得的最多个值。

根据因素数和水平数确定实验数

等水平正交表：n=k*（m-1）+1
混合水平正交表：n=k1*（m1-1）+k2*（m2-1）+，，+kz*（mz-1）+1

选择合适的正交表

等水平正交表

如果存在实验次数=n，并且水平数>=m、因素数>=k的正交表，我们把这个正交表拿过来套用。
如果不存在实验次数=n的正交表，我们就得找出满足实验次数>n，并且水平数>=m、因素数>=k的正交表。

混合水平正交表

如果存在实验次数=n，并且水平数>=max（m1，m2，m3，...）、因素数>=（k1+k2+k3+...）的正交表，我们把这个正交表拿过来套用。
如果不存在实验次数=n的正交表，我们就得找出满足实验次数>n，并且水平数>=max（m1，m2，m3，...）、因素数>=（k1+k2+k3+...）的正交。

根据正交表把变量的值映射到表中，每一行的各因素的取值作为一个测试用例。

注：当有2个或2个以上的正交表可以被选择时，选取原则是选实验次数最少的那个正交表。

正交实验法的优缺点

优点：根据正交性从全面实验中挑选部分有代表性的点进行实验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，整齐可比”的特点。通过使用正交试验法减少了测试用例，合理地减少测试的工时与费用，提高测试用例的有效性。是一种高效、快速、经济的实验设计方法。
缺点：对每个状态点同等对待，重点不突出，容易造成在用户不常用的功能或场景中花费不少时间进行测试设计与执行，而在重要路径的使用上反而没有重点测试。