黑盒测试的定义见”了解软件测试之测试分类“一文
一、等价类划分法
1.概念：指把所有可能的输入数据，即程序的输入域划分成若干个子集合，然后从每一个子集合中选取少数具有代表性的数据作为测试用例。在该子集合中，所有输入数据对于揭露软件中的错误都是等效的。
2.等价类划分为两种不同的情况：
（1）有效等价类：指对程序的需求说明中有意义的、合理的、正确的输入数据所构成的集合
（2）无效等价类：指不合理的或无意义的输入数据所构成的集合
例如：微信红包金额，从数据范围考虑:
有效金额：0.01 ~ 200
无效金额：<0.01 ~ >200
3.等价类划分话设计用例的步骤
（1）熟悉需求，按照数据范围/数据类型/是否必填值/需求规则约束角度划分等价类，并规定为唯一的编号
①数据范围：用户名长度（类似于 最小<x<最大，最小<x, 最大>x）
②数据类型：字符/整数/小数/负数，比如金额只能是数字，正数且小数点最多两位
③是否必填值：是否可以是空的
④需求规则约束角度：例如系统规定QQ密码必须要求密码中必须包含数字、字母和特殊字符
（2）设计测试用例，覆盖所有有效等价类
设计一个新的测试用例，使其尽可能多地覆盖尚未被覆盖的有效等价类，重复，直到覆盖所有的有效等价类
（3）设计测试用例，覆盖所有无效等价类
设计一个新的测试用例，使其仅覆盖一个尚未被覆盖的无效等价类，重复，直到覆盖所有的无效等价类
4.等价类划分法设计用例案例
例：QQ密码设置 ：6-20个大小写英文字母、符号或数字组合
（1）输入需求：密码设置 ，6-20个大小写英文字母、符号或数字组合
①划分角度：长度 ，数据类型（组成）
有效等价类：6-20位，大小写字母+符号，大小写字母＋数字，符号＋数字，大小写字母+符号+数字
无效等价类：<6位，>20位，纯数字，纯字母（大小写），纯符号，非字母符号数字--中文
②划分角度：是否为必填项
有效等价类：必填项
无效等价类：为空
（2）输入：密码
测试用例设计（覆盖有效类）：
qwert@(6位，大小写字母+符号，非空)
qwert6(6位，大小写字母+数字，非空)
Qwert12345678!@#$@&*(20位，大小写字母+数字+符号，非空)
1234567890!@#$@&*.(6-20位，数字+符号，非空)
（3）输入：密码
测试用例设计（覆盖无效类）：
12345（<6位）
Qwert12345678!@#$@&*.（>20位）
123456（纯数字）
哈哈12345@（包含字母）
（不输入）
！@#￥%……&*（纯符号）
qwertyu(纯字母)
二、边界值分析法
1.边界值的作用：测试工作经验得知，大量的错误发生在输入或输出范围的边界上，而不是输入范围的内容。针对各种边界情况设计测试用例，查出更多错误。
例：微信红包金额0.01~200
正确代码：0.01 <= x <=200
错误代码：0.01 < x < 200 、0.01 = x <= 200、 0.01 <= x < 200
2.概念：边界值分析法是对等价类划分法的一个补充，边界值一般都是从等价类的边缘值去寻找。
边界值分析的基本思想：正好等于、刚刚大于、刚刚小于边界的值作为测试数据
例：微信红包金额0.01~200 ，边界值 0.01 、 0 、0.02、 199.99、 200、 200.01
下拉列表包含多个选项的情况 ，边界值：第一个选项、最后一个、中间一个
搜素功能，展示大量数据的页面，涉及翻页，测试数据完整性及正确性，边界值：第一页、中间一页、最后一页中第一行、最后一行、中间一行
banner活动页（网页中横幅广告），边界值：屏幕上光标在最左上、最右下位置
3.边界值得应用场景：如果需求规定了取值范围或规定了取值的个数时，可利用边界值进行测试。
4.边界值分析法设计用例的案例
例：QQ密码设置 ：6-20个大小写英文字母、符号或数字组合
边界值：5、6、7、19、20、21
（1）输入需求：密码设置 ，6-20个大小写英文字母、符号或数字组合
①划分角度：长度 ，数据类型（组成）
有效等价类：6-20位，大小写字母+符号，大小写字母＋数字，符号＋数字，大小写字母+符号+数字
无效等价类：<6位，>20位，纯数字，纯字母（大小写），纯符号，非字母符号数字--中文
②划分角度：是否为必填项
有效等价类：必填项
无效等价类：为空
（2）输入：密码
测试用例设计（覆盖有效类）（边界值分析）：
qwert@(6位，大小写字母+符号，非空)（6位）
qwerty6(7位，大小写字母+数字，非空) (7位)
Qwert12345678!@#$@&*(20位，大小写字母+数字+符号，非空)（20位）
1234567890!@#$@&*.@(6-20位，数字+符号，非空)（19位）
（3）输入：密码
测试用例设计（覆盖无效类）（边界值）：
12345（<6位）（5位）
Qwert12345678!@#$@&*.（>20位）（21位）
123456（纯数字）
哈哈12345@（包含字母）
（不输入）
！@#￥%……&*（纯符号）
qwertyu(纯字母)
三、判定表法
等价类边界值分析主要针对单个输入类条件的测试，对于输入条件存在关联组合的情况则无法覆盖。
例：公司涨薪规则：员工有5年工龄或具有1级贡献，则涨薪
| 测试项 | 有效等价类 | 无效等价类 |
| 5年工龄 | 有5年工龄 | 没有5年工龄 |
| 1级贡献 | 有1级贡献 | 没有1级贡献 |
设计测试用例如下：
1.员工有5年工龄且1级贡献，涨薪；（覆盖 有效等价类：有5年工龄、有1级贡献）
2.员工没有5年工龄但有1级贡献，涨薪；（覆盖 有效等价类：有5年工龄；无效等价类：没有1级贡献）
3.员工有5年工龄但无1级贡献，涨薪；（覆盖 有效等价类：有1级贡献；无效等价类：没有5年工龄）
未覆盖用例：员工即无5年工龄也无1级贡献，不涨薪。
1.定义：判定表是分析和表达多逻辑条件下执行不同操作的工具。就是指把所有的输入条件、所有可能采取的动作按表格列出来，每一种条件和动作的组合构成一条规则，也即一条用例。
例：公司涨薪规则：员工有5年工龄或具有1级贡献，则涨薪
| 条件桩 | 5年工龄 | 有 | 有 | 无 | 无 |
| 条件桩 | 1级贡献 | 有 | 无 | 有 | 无 |
| 动作桩 | 涨薪 | √ | × | √ | × |
条件桩：列出需求规定所有的输入条件，顺序不重要
动作桩：列出需求规定可能采取的动作，顺序不重要
条件项：列出各个输入条件所有可能的真假值
动作项：列出在条件项的各种取值情况下应该采取的动作
2.判定表法设计用例的步骤
（1）列出条件桩和动作桩
（2）确定规则的个数 （若有n个条件，且每个条件的可取值为0或1，那么将会有2的n次方个规则）
（3）填写所有条件项
（4）填写所有动作项
（5）合并、简化判定表（若两条或多条规则具有相同的动作，并且其条件项之间存在极为相似的关系）
（6）列出测试用例（每个规章制度一条用例）
3.判定表法设计用例的案例
例：某ERP系统的一个设备管理模块，负责对公司所有的设备进行日常管理，具体包含海关检验，定期维修，报废等内容，针对设备的维修系统有如下规定：对功率大于50马力的机器同时维护记录不全，或者已经运行10年以上的机器，应该给予优先的维修处理。
条件：（1）功率大于50马力吗？
（2）维修记录不全吗？
（3）运行超过10年了吗？
动作：（1）进行优先处理
（2）做其它处理
分析条件组合，确定对应动作，建立判定表并得到最终的测试用例。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| 条件桩 | 功率大于50马力 | √ | √ | √ | √ | × | × | × | × |
| 条件桩 | 维修记录不全 | √ | √ | × | × | √ | √ | × | × |
| 条件桩 | 运行超过10年 | √ | × | √ | × | √ | × | √ | × |
| 动作桩 | 优先处理 | √ | √ | √ | √ | √ | |||
| 动作桩 | 其它处理 | √ | √ | √ |
情况1,2可合并为1列；情况5,7可合并为1列；情况6,8可合并为1列（或4,8合并）
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 条件桩 | 功率大于50马力 | √ | √ | √ | × | × |
| 条件桩 | 维修记录不全 | √ | × | × | - | - |
| 条件桩 | 运行超过10年 | - | √ | × | √ | × |
| 动作桩 | 优先处理 | √ | √ | √ | ||
| 动作桩 | 其它处理 | √ | √ |
判定表法 条件多时列出表格比较繁琐，合并时容易漏测。
四、因果图法
判定表法针对输入条件之间的约束不能有效区分，会导致产生一些不合理的组合条件。需要体现输入条件之间的相互制约关系，可以使用因果图法。
1.定义：因果图法是用图解的方法表示输入的各种组合、约束关系，依据因果图最终写出判定表，从而设计相应的测试用例。
因果关系：体现条件和结果的关系。
恒等：a=b
非~：a 不等 b
或V：可能有任意个输入，如果a1或a2是1，则b为1；否则b为0。
与^：可
能有任意个输入 ，如果a1和a2都是1，则b为1；否则b为0。
约束关系：输入条件间可能存在某些依赖关系，称为约束。在因果图中，用特定符合标明这些约束
例如：某些输入条件本身不可能同时出现。输出状态之间也往往存在约束。
E约束（异） ： a和b中至多有一个可能为1，即a和b不能同时为1。
I约束（或）：a、b、c中至少有一个必须 为欸，即a、b、c不能同时为0。
O约束（唯一）：a和b必须有一个且仅有一个为1。
R约束（要求）：a是1时，b必须是1，即a为1是，b不能为0。
M约束（强制）：若结果a为1，则结果b强制为0。
2.因果图法设计用例的步骤
（1）分析需求，列出原因和结果 (原因：即输入条件；结果：输出条件)
（2）分析输入与输入，输入与输出之间的关系
（3）通过关系，画出因果图
（4）将因果图转化为判定表
（5）去掉不合理组合，列出测试用例
3.因果图法设计用例的案例
例：某软件规格说明书包含这样的要求：第一列字符必须是A或B，第二列字符必须是一个数字，在此情况下进行文件的修改，但如果第一列字符不正确，则给出信息L;如果第二列字符不是数字，则给出信息M.
第一步：先列出原因（即输入条件）和结果（输出条件）：
原因：①第一列字符是A;②第一列字符是B;③第二列字符是一数字。
结果：②①修改文件；②②给出信息L;②③给出信息M
第二步：分析输入与输入，输入与输出之间的关系
第三步：通过关系，画出因果图
第四步：将因果图转化为判定表
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| 输入（原因） | 1：第一列字符是A | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 输入（原因） | 2：第一列字符是B | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 输入（原因） | 3：第二列字符是数字 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 输入（原因） | 11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | ||
| 输出（结果） | 21：修改文件 | √ | √ | ||||||
| 输出（结果） | 22：给出信息L | √ | √ | ||||||
| 输出（结果） | 23: 给出信息M | √ | √ | √ |
第五步：去掉不合理组合，剩下的每一列作为一条用例
1，2种情况不合理
五、正交实验法
利用因果图法、判定表法可以帮助我们对于输入数据的组合情况进行用例设计，但当输入数据的组合数量巨大时，由于不太可能覆盖到每个输入组合的测试情况，因果图法或判定表法可能就不太适用了，可以采用正交实验法、来合理地减少人力跟时间成本。
1.定义：正交实验法是研究多因素多水平的一种方法，它是通过正交表挑选部分有代表性的水平组合试验替代全面试验。这些有代表行的组合试验具备了“均匀分散、整齐可比”的特点。
适用场景：比较多地应用在软件产品的搜索、查询、配置项等场景中。
4=3*（2-1）+1；L是正交表；4代表试验次数或正交表的行数；3代表最多可安排影响指标因素的个数或正交表的列数；2代表每个因素水平数。
上图来源于百度。
2.正交实验法设计用例的步骤
（1）分析需求，获取因素和水平（因素：条件；水平：取值）
（2）根据因素和水平，选择正交表
（3）替换因素水平，得到试验次数
（4）细化得到最终的测试用例
3.正交实验法设计用例案例
例如：某公司想通过“性别”、“单身”和“年龄”这三个查询条件对公司男女比例情况进行查询：
根据 “性别” = “男、女”查询
根据 “单身” = “是、否”查询
根据 “年龄” = “35岁以下 、35岁以上”查询
（1）因素：3，水平：2 ， 4=3*（2-1）+1
（2）Orthogonal Arrays （直接在网页中查询正交表）
（3）
| Column | Column | Column | |
| Experiment Number | 性别 | 单身 | 年龄 |
| 1 | 男 | 是 | 35岁以下 |
| 2 | 男 | 否 | 35岁以上 |
| 3 | 女 | 是 | 35岁以上 |
| 4 | 女 | 否 | 35岁以下 |
可借用网址正交测试用例生成工具,生成用例。
六、场景法
1.定义：通过运用场景来对系统的功能点或业务流程的描述，设计用例遍历场景，验证软件系统功能的正确性，从而提高测试效果的一种方法。
场景法一般包含基本流和备用流。（测试用例不充分，需结合其它测试方法测试）
基本流：软件功能的正确流程，通常一个业务只存在一个基本流且基本流有一个起点和一个终点。
备选流：除了基本流之外的各个支流，包含基本流之外的其它备选场景、异常场景。
2.场景法设计用例的步骤
（1）分析需求，画出流程图（基本流备选流）
矩形：表示步骤（操作/输入/输出结果）
菱形：判断--是否
箭头：工作流向
（2）依据基本流生成场景
①正常场景验证，每一个判断的正确的那条分支
（3）从开始节点，覆盖备选流，生成场景
②找到每一个判断的地方，覆盖另一条未被覆盖的判断分支
③绕回到流程上面，多验证一个正常的步骤
（4）每一个场景为一条用例
3.场景发设计用例案例
例：ATM取款
1.插入银行卡（合法）-- 输入正确密码，确定 -- 输入取款金额：5000（前提：账号余额充足，ATM现金充足） -- 取款成功
2.插入银行卡（不合法）-- 提示错误，退卡
3.插入银行卡（合法）-- 输入正确密码，取消 -- 退卡
4.插入银行卡（合法）-- 输入错误密码，确定 -- 提示重新输入密码 -- 输入正确密码，确定
5.插入银行卡（合法）-- 输入错误密码，确定3次，吞卡
6.插入银行卡（合法）-- 输入正确密码，确定 -- 输入取款金额非法：30（前提：账号余额充足、ATM现金充足）-- 金额不合法 -- 输入合法金额
7.插入银行卡（合法）-- 输入正确密码，确定 -- 输入取款金额：5000（前提：账号金额不充足、ATM现金充足）-- 余额不充足 -- 输入其它金额
8.插入银行卡（合法）-- 输入正确密码，确定 -- 输入取款金额：5000（前提：账号金额充足、ATM现金不充足）-- 余额不充足 -- 输入其它金额
七、状态迁移法
1.定义：状态迁移主要关注在测试状态转移的正确性上面。对于一个有限状态机，通过测试验证其在给定的条件内是否能够产生需要的状态变化，有没有不可达的状态和非法的状态，是否可能产生非法的状态转移等。通过构造能导致状态迁移的事件，来测试状态之间的转换。
2.使用场景：状态迁移的思想是提供多个状态的转换串起来进行测试的思路。该方法适合功能的状态比较多的情况下，需测试各种状态的转换，且这些状态转换的测试在实际工作中容易被遗漏。比如播放器、遥控按键等。对于业务流程复杂的产品，不能很好地通过场景法进行用例设计时，可应用状态迁移的思路，从业务的各种状态出发，并通过这些状态之间的切换条件串联起来进行测试覆盖，以此保证用例的高覆盖率。
3.状态迁移法设计用例的步骤
（1）分析需求，整理所有状态
（2）画出状态迁移图
（3）列出状态-事件表 (此项不是必须项，可依据实际情况跳过该步骤，直接得到状态转换树)
（4）得到状态转换树（测试路径）
（5）根据状态转换树得到测试用例
4.状态迁移法设计用例的案例
需求：通过某购票系统，顾客可以提前购买火车票，去到某地。
1.用户登录购票系统，选择出发地、目的地、出发日期，选择某趟车次点击“预定”，且填好订票人信息，点击提交订单；当前订单状态为“未支付”；
2.用户手动取消订单，车票状态更新为“已取消”；45分钟内未支付，订单自动取消，车票状态为“已取消”；
3.用户支付车票，车票状态为“已取消”；
4.用户到达车站通过自动取票机或售票窗口取票，车票状态为“已出票”；
5.在开车半小时前，可进行改签，改签成功，车票状态为“改签成功”；
6.已出票/已改签的车票检票登上火车后，车票状态变为“已使用”；
7.在开车半小时前，可进行退票，退票成功，车票状态为“退票成功”。
（1）分析需求，整理订单/车票的所有状态：
未支付、已取消、已支付、已出票、改签成功、已使用、退票成功
（2）画出状态迁移图
（3）列出状态-事件表：（不是必须项，可跳过）
（4）得到状态转换树（测试路径）
（5）根据状态转换树得到测试用例：
每条路径则为1条用例。对于状态转换有存在多个事件触发，覆盖多个事件操作，比如“未支付--已取消”这条测试路径，需要测试2种情况：①用户手动取消，②超过45分钟用户未支付，自动取消。
八、错误推测法
1.定义：基于经验和直觉推测程序中所有可能存在的各种错误，从而有针对性的设计测试用例的方法。
2.要素：经验、知识、直觉。
3.使用场景：先通过对用例进行设计，再使用错误推测法进行推测列举程序中可能出现的错误，作为用例的补充。
例：长文本输入框，输入纯数字/字符/字母过长，溢出边框的情况
黑盒测试用例设计总结
| 等价类划分法 | 需求有输入，输入之间无关联组合要求 |
| 边界值分析法 | 需求有输入，且输入规定了范围或个数 |
| 判定表法 | 需求有多个输入，且输入需考虑关联组合 |
| 因果图法 | 需求有多个输入，输入间有约束关系； 输入与输出间有因果关系 |
| 正交实验法 | 需求有多个输入项，每个输入项又有多个不同取值， 需考虑输入间相互组合情况 |
| 场景法/状态迁移法 | 多个功能的业务流程/逻辑覆盖 |
| 错误推测法 | 补充测试用例 |
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