正交法测试常用表及应用指南

"这个功能有5个参数,每个参数有3种取值,全部组合要测243次?" 这是许多测试工程师面对复杂系统时的真实困境。如何在有限的测试资源下保证覆盖率?正交法测试(Orthogonal Testing)正是解决这类问题的金钥匙。

一、什么是正交法测试?

正交法测试源于日本数学家田口玄一的实验设计理论,通过正交表(Orthogonal Array)科学选择测试用例,实现两个核心目标:

  • 覆盖率最大化:确保所有参数的取值组合都被覆盖

  • 用例最精简:相比全组合测试,可减少70%-90%的用例量

    作为一种特殊的数学表格,正交表表示为 LN(km):

  • 行数(N):测试用例总数

  • 水平(k):每个参数的水平数(待取值数量)

  • 因素(m):最多可容纳的参数个数()

二、常用正交表速查手册

1. 基础型正交表

正交表类型用例数最大参数数参数取值数适用场景
L4(2³)432简单功能验证
L8(2⁷)872多开关参数测试
L9(3⁴)943多状态组合测试

 

1.1 L4(2³) 正交表

  • 结构:4行 × 3列(3个因素,每个因素2个水平)

  • 适用场景:3个因素,每个因素2个水平的组合测试。

  • 示例表

    用例编号因素A因素B因素C
    1111
    2122
    3212
    4221

 

1.2 L8(2⁷) 正交表

结构:8次实验 × 7个二元因素
适用场景:多参数开关测试(如7个配置选项)
示例表(节选)

实验号ABCDEFG
11111111
21112222
31221122
41222211
......(共8行)

实际应用
测试邮件客户端设置(7个二进制选项:SSL、自动下载图片、签名等)

1.3 L9(3⁴) 正交表

结构:9次实验 × 4个三元因素
适用场景:多状态参数组合(如高/中/低)
完整表

实验号因素A因素B因素C因素D
11111
21222
31333
42123
52231
62312
73132
83213
93321

实际应用
测试视频播放器的组合:

  • 分辨率(1080p/720p/480p)

  • 网络带宽(高/中/低)

  • 编码格式(H.264/VP9/AV1)

  • 字幕(开/关/自动)

2. 进阶正交表

  • L12(2¹¹):支持11个二元参数

  • L16(4⁵):支持5个四态参数

  • L27(3¹³):支持13个三态参数

2.1 L12(2¹¹) 正交表

结构:12次实验 × 11个二元因素
特点:适合超多开关参数的粗略筛选
示例(前5列)

实验号ABCDE...
111111...
211122...
312211...
......(共12行)

实际应用
硬件设备的11个功能开关测试(如USB接口的电源管理、协议版本等)

2.2 L16(4⁵) 正交表

结构:16次实验 × 5个四元因素
适用场景:多级别参数组合
示例表(节选)

实验号因素A因素B因素C因素D因素E
111111
212222
313333
414444
521234
......(共16行)

实际应用
测试电商促销活动的组合:

  • 折扣力度(无/10%/20%/30%)

  • 优惠券类型(满减/折扣/免邮/积分)

  • 用户等级(普通/银卡/金卡/铂金)

2.3 L27(3¹³) 正交表

结构:27次实验 × 13个三元因素
特点:超大规模参数组合的精选测试
示例(前4列)

实验号ABCD...
11111...
21122...
31133...
......(共27行)

实际应用
物联网设备的多参数测试:

  • 温度(低/中/高)

  • 湿度(30%/60%/90%)

  • 信号强度(弱/中/强)

  • 等13个环境因素

三、5步实战教学(以登录功能为例)

测试需求:验证包含浏览器、网络环境、用户角色的登录功能

Step 1:确定测试维度

参数取值
浏览器Chrome, Firefox, Safari
网络WiFi, 4G, 5G
用户角色普通用户, VIP用户, 管理员

Step 2:选择正交表

根据3个参数、每个3个取值,选择L9(3⁴)正交表(第四列可留空)

Step 3:建立映射关系

正交表值 → 实际取值:
1 → Chrome / WiFi / 普通用户
2 → Firefox / 4G / VIP用户
3 → Safari / 5G / 管理员

Step 4:生成测试矩阵

用例浏览器网络用户角色
1ChromeWiFi普通用户
2Chrome4GVIP用户
3Chrome5G管理员
4FirefoxWiFiVIP用户
5Firefox4G管理员
6Firefox5G普通用户
7SafariWiFi管理员
8Safari4G普通用户
9Safari5GVIP用户

Step 5:补充关键组合

当发现某些高风险组合未被覆盖时(如Safari+5G+管理员),可额外追加测试用例

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