【软件测试理论】软件测试基础知识

一、软件测试概述

1.1 什么是软件测试

软件测试是指通过特定的方法和技术，对软件产品进行验证和验证活动，以确保软件符合设计需求，并能够高质量地完成预期功能的一种过程。

其目的是发现缺陷，验证需求实现，并提高软件质量。

1.2 软件测试分类

(1) 按生产阶段(测试级别)划分

• 单元测试：针对代码的最小单元（如函数、模块）进行测试。

• 集成测试：验证多个模块之间的交互是否正确。

• 系统测试：从用户的角度验证整个系统的功能、性能等。

• 验收测试：验证系统是否满足业务需求，通常由最终用户进行。

（2）按代码可见度划分

• 黑盒测试：不关注内部实现，仅基于功能需求进行验证，如输入、输出的正确性。常用方法包括等价类划分、边界值分析、因果图法等。
• 灰盒测试：结合黑盒和白盒的特点，部分了解内部逻辑，测试范围更有针对性。应用于集成测试和安全性测试较多，便于发现隐含缺陷。
• 白盒测试：关注程序内部逻辑，确保所有代码路径、分支和条件都被覆盖测试。常用方法包括语句覆盖、分支覆盖、路径覆盖。

（3）按测试类型划分

• 功能测试：验证功能是否符合需求。
• 性能测试：评估系统的响应时间、并发能力。
• 安全性测试：检查系统是否能抵御恶意攻击。
• 兼容性测试：验证软件在不同环境中的兼容性。
• 可用性测试：评估用户体验。

(4) 其他测试

• 冒烟测试：对核心功能的验证，保障提测内容具备可测性。
• 回归测试：对已修复bug/更新后对已测内容再次测试，保证 bug 修复、确保新功能对旧功能没有影响。

1.3 软件测试的生命周期

软件测试一般贯穿于整个软件开发生命周期中，主要阶段包括：

1. 需求分析：分析测试需求，明确测试范围和目标。
2. 测试计划：制定测试策略、测试方案，分配资源和时间。
3. 测试设计：编写测试用例，包括输入数据、测试步骤和期望结果。
4. 测试执行： 执行测试用例，记录实际结果。
5. 缺陷管理：提交缺陷报告，跟踪和验证缺陷的修复情况。
6. 测试总结：分析测试结果，评估测试覆盖率，总结经验。

1.4 软件测试的原则

• 以用户为中心：测试应从用户角度出发。

• 早期介入：测试活动应尽早介入开发过程。

• 完全测试不可能：不能穷尽所有测试，需关注风险点。

• 缺陷聚集：大部分缺陷通常集中在少数模块中。

• 墨菲定律：假定任何可能出错的地方都会出错。

• 测试的无穷回归：不断修改和测试可能会耗尽时间和资源。

• 测试是信息服务：测试提供质量信息，但不保证零缺陷

二、软件质量模型

2.1 什么是软件质量模型

软件质量模型是指用于衡量和评估软件产品质量的一种框架或标准。它定义了软件质量的特性及其子特性，帮助开发人员、测试人员和用户从多个维度理解和评价软件质量。质量模型为软件开发和测试提供了指导，是衡量软件是否满足用户需求和预期的重要依据。

2.2 ISO/IEC 25010 软件质量模型

ISO/IEC 25010 是 ISO/IEC 9126 的改进版本，也是目前较新的质量模型。它将质量特性细化为八个主要维度，并进一步细化子特性：

特性	描述	子特性
功能适合性	软件功能是否满足需求和用户期望。	功能完整性、功能正确性、功能适当性等。
性能效率	系统在使用资源时的效率和响应能力。	时间效率、资源利用效率、容量、高并发等。
兼容性	软件是否能与其他系统、设备协同工作。	共存性、互操作性等。
可用性	用户是否能轻松学习和使用软件。	易理解性、易学性、可操作性、用户界面美观性等。
可靠性	软件在特定时间段内是否稳定运行。	成熟性、可用性、容错性、可恢复性等。
安全性	软件在数据保护和防止未经授权访问方面的能力。	机密性、完整性、不可否认性、授权性等。
可维护性	软件是否易于修改和扩展。	可修改性、可分析性、可测试性、可再用性等。
可移植性	软件是否能适应不同的硬件或软件环境。	适应性、可安装性、互换性、环境依赖性等。

以微信为例，验证系统质量的具体方面如下：

1. 功能性:与需求数量一致，功能正确
2. 性能:响应快、占用资源少
3. 兼容性:不同设备平台正常使用
4. 易用性:用户体验好
5. 安全性:敏感信息无泄密存储有保障
6. 可靠性:持久运行无异常
7. 可移植性:升级迁移数据不丢失
8. 可维护性:出现异常恢复简单、可扩展功能、升级更新便捷

三、测试用例设计(功能测试)

3.1 什么是测试用例

测试用例是描述测试点执行的文档（测试输入、执行条件、预期结果等）

3.2 测试用例的组成元素

具体细节可以查看 13-测试用例_哔哩哔哩_bilibili

测试用例是描述测试点执行的文档。测试用例的组成元素包括：

1. 用例编号： 项目_模块_数字，用于唯一标识每个测试用例。

2. 用例标题：简洁、明确地描述测试用例的目的或功能点

3. 所属模块：模块名

4. 优先级：用例的重要程度

5. 前置条件：执行操作步骤的前置条件

6. 测试步骤：测试点执行的关键步骤

7. 测试数据：输入数据

8. 预期结果：预期执行结果及隐写结果

9. 备注：记录测试中的任何补充说明或需要注意的事项。例如，特殊环境、已知问题、与其他测试用例的依赖关系等。

具体案例如下：

测试用例编号	App_Login_001
用例标题	用户登录功能测试
所属模块	登录模块
优先级	高
前置条件	用户已注册，且账号密码正确
测试步骤	1. 打开应用程序登录界面 2. 输入有效用户名testuser 3. 输入正确密码password123 4. 点击登录按钮
测试数据	用户名：testuser 密码：password123
预期结果	登录成功后，用户应跳转到主页面，并显示“欢迎，testuser”消息
实际结果	（执行后填写实际结果）
备注	网络正常，应用已连接到后台服务器

3.3 测试用例设计方法

• 功能测试：等价类和边界划分法往往通常一起使用，不过以等价类划分为主。
• 业务测试：流程图法。

四、缺陷管理

4.1 什么是缺陷

在软件测试中，缺陷（Defect），有时也称为bug，是指软件程序中不符合预期功能或需求的部分，通常表现为程序错误或问题，导致软件未按预定的行为工作。

缺陷衡量标准为：

缺陷类型	描述	影响
少功能	软件未实现需求文档中明确要求的功能	功能缺失，无法满足用户需求，影响软件完整性
多功能	软件实现了需求文档中未指明或超出范围的功能	增加系统复杂性，可能影响性能和维护性
功能错误	软件实现了需求文档中的功能，但存在错误或未按预期运行	影响系统功能，可能导致业务中断或用户体验差
隐性功能缺失/错误	软件未实现需求文档中未明确列出，但实际应包含的功能或功能错误	隐性功能缺失或错误，影响整体体验与功能性
不易使用	软件操作复杂、界面不友好、运行缓慢等导致用户体验差	导致用户困惑，降低用户满意度，影响软件接受度

4.2 缺陷描述及提交

目的： 将缺陷提交给开发，开发根据描述可复现缺陷。

工具：禅道，jira

缺陷描述的主要组成元素包括：

1. 缺陷编号：
2. 缺陷类型：代码错误、设计缺陷
3. 缺陷标题：描述 bug 问题
4. 严重性/优先级：缺陷对系统的影响程度。
5. 复现步骤：致缺陷发生的具体操作步骤，帮助开发人员能够复现并定位问题。
6. 附件/截图：与缺陷相关的附加信息，如截图、日志文件、视频等，帮助开发人员更快地定位问题。

4.3 缺陷跟踪流程

五、功能测试

5.1 等价类划分

等价类划分（Equivalence Partitioning）是一种黑盒测试设计方法，用于减少测试用例数量，同时覆盖尽可能多的输入条件。它通过将输入数据划分为若干个等价类，每个等价类中的数据对程序的功能表现具有相同的效果，因此只需选择其中一个数据进行测试即可。

具体步骤如下：

1. 等价类

   将输入条件划分为一组等价类，每个类中数据对程序行为的作用是相同的。等价类包括：

   • 有效等价类：符合需求的输入范围。
   • 无效等价类：不符合需求的输入范围。

2. 测试目标

   • 有效测试点：覆盖所有的有效等价类，确保正常功能实现。

   • 无效测试点：验证无效等价类，确保系统能正确处理异常输入。

提取测试数据原则：

• 多个选项有效数据建议组合应用，构成有效测试点
• 单个选项无效数据组合其他选项有效数据应用，构成取消测试点

使用场景：

• 输入范围明确的功能：如表单输入校验、字段验证。
• 规则驱动的系统：如取值范围限制的业务逻辑（年龄、价格等）。

5.2 边界值分析

边界值分析（Boundary Value Analysis，BVA）是一种黑盒测试设计方法，用于测试输入或输出的边界值是否被正确处理。它通过集中测试边界上的数据点，发现可能存在的缺陷，因为边界值往往是系统发生错误的高风险区域。

在边界范围里面，通常由以下划分：

• 上点：位于边界上的点
• 内点：位于几何形状内部的点
• 离点：位于几何形状的外部的点

通常，上点和内点为有效边界值，离点位无效边界值。

测试步骤如下：

1. 确定输入或输出范围： 根据需求说明书，明确输入条件的取值范围，例如 [min, max]。

2. 选择边界值：根据范围，选取以下测试点

   • 有效边界值：包括最小值、最大值及其附近值，如 min 和 max。
   • 无效边界值：小于最小值和大于最大值的值，如 min - 1 和 max + 1。

3. 构建测试用例： 为每个边界值设计测试用例，观察系统在这些输入条件下的行为。

5.3 登录的测试用例设计案例

案例具体解析查看 单功能（测试点提取）_哔哩哔哩_bilibili

测试需求为：

• 账号:必填，已经注册手机号或邮箱
• 密码:必填，注册账号的密码
• 验证码:正确且未过期

本位主要使用等价类划分，划分的等价类：

提取测试数据原则：

• 多个选项有效数据建议组合应用，构成有效测试点
• 单个选项无效数据组合其他选项有效数据应用，构成取消测试点

根据提取测试数据原则，利用排列组合，可以得到相应测试点。

5.4 注册的测试用例设计案例

具体案例查看 09-注册功能测试点完善_哔哩哔哩_bilibili

需求:

1. 账号:未注册手机号且不能为空
2. 密码:8~16个字符，需要包含大小写字母和数字
3. 条款:需勾选才可以注册

使用等价类划分和边界值分析来研究密码的具体分类：

注意，这里的规则指的是不符合密码设定规则。

六、业务测试

6.1 业务测试

• 业务：软件为满足用户特定的业务需求而设计并实现的一系列功能。

• 作用：测试软件系统单功能之间关联性数据处理逻辑是否正确。

• 方法：业务测试方法主要使用流程图法。

流程图设计测试点步骤：

1. 确认流程图。
2. 流程图从开始到结束每条路径都为一条测试用例

6.2 发布文章业务测试案例

文章业务流程图如下所示：

具体测试点的用例标题如下所示：

• 发布文章失败(提交失败)
• 发布文章失败(审核失败)
• 发布文章成功

用例编号	用例标题	项目/模块	优先级	前置条件	测试步骤	测试数据	预期结果
publish_article_001	发布文章失败（提交失败）	发布文章	P1	1. 已打开发布文章页面 2. 已准备好发布文章素材	1. 填写发布文章页面 2. 点击提交按钮	文章标题：含敏感字 其他：合法内容	发布失败，提示：标题内容不合法 已自动保存草稿
publish_article_002	发布文章失败（审核失败）	发布文章	P1	1. 已提交文章 001 且为待审核 2. 打开待审核页面	1. 选中文章 2. 点击审核，选择“不通过”	文章：001 审核：选择“不通过”	发布失败，提示：文章状态为审核不通过
publish_article_003	发布文章成功	发布文章	P1	1. 已打开发布文章页面 2. 准备好合法文章内容	1. 填写发布文章页面 2. 点击提交按钮 3. 系统跳转至文章详情页面	文章：合法内容 标题：合规标题	发布成功，用户文章列表可查看文章 001

参考资料

03-测试基础（测试分类）_哔哩哔哩_bilibili