黑盒测试方法之等价类划分

1. 概述

等价类划分是一种典型的黑盒测试方法，这一设计方法完全不用考虑程序的内部结构，也就是说其只根据需求规格说明书。

2. 定义

等价类划分的方法就是将程序的输入域划分为若干部分，也可以说是若干个等价类，然后从各个部分中选取少数代表性数据进行测试。每个类的代表性数据在测试中的作用等效于这一类中的其它值，也就是说，只要这个类中的某个值发现了缺陷，那么这个类中的其它任何一个值也都可以起到同样的效果，反之亦然，只要能够通过一个类中某个数据的验证，那么对于该类中其他任何一个数据，验证都是可以通过的
根据上面的描述，在等价类划分方法中，我们只需要在每个等价类集合中选取一个数据作为测试用例数据即可，因为每个数据和其集合内部的其它数据都是等价的，这样就可以用少量用例达到较好的测试效果，从而平衡测试效率和测试效果。
最后，要想使用等价类划分这种方法来设计测试用例，一定要先根据需求规格说明划分等价类，列出等价类表。

3. 等价类和等价类表

>等价类

等价类就是指某个输入域的子集合，并且在该子集合中，各个输入数据对于揭露程序中的错误都是等效的。并且合理的假定测试某等价类的代表值就等效于测试了这个等价类集合中的所有值。
根据软件的输入情况，可以将等价类划分为以下两大类型：

有效等价类：指对于程序的规格说明来说是合理的，有意义或者说正确的数据构成的输入集合。
无效等价类：与有效等价类相反，指对于程序的规格说明来说是无意义或者说错误的输入数据构成的集合。

以这两者的定义来说，利用有效等价类可以检验程序是否达到了规格说明书中所规定的功能和性能等，而无效等价类则可以检验软件对于异常情况或者说错误数据的处理能力。

>等价类表

在确定被测对象的输入域等价类后，就可以将有效等价类和无效等价类根据一定的格式形成等价类表，等价类表的绘制可以参考以下两个图：

4. 确定等价类的原则

在划分等价类时，我们遵循以下6个原则：

若输入条件规定了取值范围或值的个数时，可以确立一个有效等价类和两个无效等价类。例如密码的长度必须超过6位小于18位，我们就可以划分为长度在6到18位为一个等价类，长度超过18和小于6的密码分别为两个无效等价类。
若输入条件规定了输入值的集合或者规定了必须遵从某个规则时，可以确定一个有效等价类和无效等价类。例如规定姓名必须由汉字组成，则可以将纯汉字划分为有效等价类，而将非汉字划分为无效等价类。
若输入是一个布尔值，可确定一个有效等价类和一个无效等价类。例如，如果登录账号是钻石会员，则在结算时自动享受8折优惠，否则不打折，则钻石会员账号为一个有效等价类，非钻石会员为一个无效等价类。
若规定了输入数据的一组值(假定n个)，并且程序要对每一个输入值分别处理，则可以将其输入域划分为n个有效等价类和一个无效等价类。例如电子商务系统中的会员管理，如京东商城，有普通会员、金牌会员、铜牌会员等，不同会员的积分规则和优惠政策不同，故设计测试用例时可划分为若干等价类分别考虑。
若需求规格说明书中规定了输入数据必须遵守的规则的情况下，可以确立一个有效等价类和若干个无效等价类(从不同角度违反规则)。
若确知已划分的等价类中，各元素在程序处理中的方式不同的情况下，则要再将该等价类进一步的划分为更小的等价类。

5. 根据等价类表确定测试用例

在编写好等价类表后，可以按照以下步骤来形成最终的测试用例：

为每个等价类规定一个唯一的编号。
设计一个新的测试用例，使其尽可能多的覆盖尚未覆盖的有效等价类，不断重复这个过程，直到所有的有效等价类均被测试用例覆盖。
设计一个新的测试用例，使其只覆盖一个无效等价类，不断重复这个过程，直到所有的无效等价类均被测试用例所覆盖。

附：在寻找等价区间时，想办法把软件的相似输入、输出、操作分成组，这些组就是等价区间。并且还需要注意，在设计用例时，还需要注意每个等价类之间的互斥性，不可在未充分理解需求时，将所有有效等价类抽取为一条用例，这样会导致测试覆盖率降低，甚至漏测。
用途：等价类的设计方法，可以用于功能、性能、兼容性、安全性测试等方面，一般带有输入性需求的被测对象都可以采用等价类设计法。

7. 实例

以126邮箱注册功能页面为例，其中邮箱地址或者说用户名需要由为6~18个字符构成，包括字母、数字、下划线并且必须以字母开头和以字母或数字结尾。

以邮箱地址输入框的输入数据为例，按照等价类划分的方法设计其测试用例，按照上面所描述的需求或者说要求，可从邮箱地址的长度、组成、格式要求等几个因素来考虑有效等价类和无效等价类的划分，最终形成的等价类表如下：

按照上面得到的等价类表，再按照第5部分的步骤，可以抽取出以下的有效测试用例：

然后，再针对每个无效类，抽取一条测试用例进行测试，最终形成的无效测试用例如下(/表示不适用)：

以上两个表的账号，就是根据等价类划分的方法最终得到的测试数据。