一、 因果图法的概念

        如果程序的输入条件之间相互存在联系,那么就会使情况变得复杂,因为要检查输入条件的组合情况并不是一件容易的事情,即使把所有输入条件划分为等价类,它们之间的组合情况也相当多,难以分析。因此,必须考虑采用因果图法,这种方法可以针对多种条件组合产生多个动作的情况来设计测试用例。

        因果图法是用逻辑式描述程序的输人条件(原因)和输出条件(结果),同时,用制约条件描述输人条件间的依赖关系的一种方法,其特征在于图式记述。因果图法是软件测试中一种重要的方法,它是由美国IBM公司的Elemendorf在吸收硬件测试中自动生成逻辑组合电路测试等技术的基础上于1973年提出的,作为功能测试常用方法之一,它将功能说明书转换为形式化表达。

二、因果图的画法

        因果图法是一种黑盒测试方法,它能够帮助人们按照一定的步骤高效地选择测试用例,同时还能指出需求规格说明书中存在的不完整性和二义性。
        1.输人条件与输出结果之间的因果关系
        如图描述了输入条件与输出结果间的关系,即“因果关系”。这种关系共有4种:恒等、非、或、与。

                                                     
        恒等:若原因出现,则结果出现:若原因不出现,则结果也不出现。例如,若a=1,b=1;若 a=0,则 b=0。
        非:若原因出现,则结果不出现;若原因不出现,则结果出现。例如,若a=1,则b=0;若a=0,则 b=1。
        或:若几个原因中有一个出现,则结果出现;若几个原因都不出现,则结果不出现。例如,若a=1或b-1或c-1,则d=l;若a=b=c=0,则 d=0。
        与:若几个原因都出现,结果才出现:若其中有一个原因不出现,则结果不出现。例如,若a=b=c=1,则d=1;若a=0或b=0或c=0,则 d=0。

        2.输人或输出的约束关系
        如图所示,输人状态之间还可能存在某些依赖关系,或输出结果之间相互制约,这被称为约束。其所描述的这种制约关系一般可被分为5类:互斥、包含、唯一、要求和屏蔽。

        其中,输入条件的约束有以下4类。

        互斥(E):表示a、b、c这3个原因不会同时成立,最多有一个可能成立1包含(I)，表示a、b、c这3个原因中至少有一个必须成立。
        唯一(O):表示a、b、c中必须有一个成立,且仅有一个成立。
        要求(R):表示当a出现时,b必须也出现。例如,若a=1,则b必须为1。

        而其中的输出条件约束类型只有1种,即屏蔽(M):若a=1,则b必须为0;而当a=0时,b的值不定。

        3.因果图法设计测试用例的步骤
        (1)分析在程序规格说明的描述中哪些是原因,哪些是结果,并给每个原因和结果赋予一个标识符。原因常常是输入条件或是输入条件的等价类,而结果则是输出条件。
        (2)分析在程序规格说明的描述中语义的内容,并将其表示成连接各个原因与各个结果的“因果图”。
        (3)标明约束条件。由于语法或环境的限制,有些原因和结果的组合情况是不可能出现的。为表明这些特定的情况,可在因果图上使用若干个标准的符号标明约束或限制条件
        (4)把因果图转换成决策表。
        (5)把决策表中每一列拿出来作为依据,设计测试用例。
        因果图生成的测试用例(局部,组合关系下的)包括了所有输入数据的取True与取False的情况,其构成的测试用例数目达到最少,且测试用例数目随输人数据数目的增加而增加。在较为复杂的问题中,这个方法常常十分有效,它能有力地帮助测试者确定测试用例。当然,如果开发项目在设计阶段就采用了决策表,那么也就不必再画因果图了,此时可以直接利用决策表设计测试用例。

三、 因果图法的测试用例

        图3-6所示的是交通一卡通自动充值模拟系统,其需求描述如下，
        (1)系统只接收50元或100元纸币,一次充值只能使用一张纸币,一次充值金额只能为50元或100元。
        (2)若输人50元纸币,并选择充值50元,完成充值后退卡,提示充值成功。
        (3)若输人50元纸币,并选择充值100元,提示输入金额不足,并退回50 元。
        (4)若输人100元纸币,并选择充值50元,完成充值后退卡,提示充值成功,找零50元。
        (5)若输人100元纸币,并选择充值100元,完成充值后退卡,提示充值成功。
        (6)若输入纸币在规定时间内不选择充值按钮,退回输人的纸币,并提示错误(7)若选择充值按钮后不输人纸币,提示错误。

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        下面给出交通一卡通自动充值系统的测试用例设计过程。
                1)条件之间的制约及组合关系
                根据上述描述,输人条件(原因)如下
                        (1)投币50元(1)。
                        (2)投币100元(2)
                        (3)选择充值50元(3)
                        (4)选择充值100元(4)
                输出(结果)如下。
                        (1)完成充值、退卡(a)。
                        (2)提示充值成功(b)。
                        (3)找零(c)。
                        (4)提示错误(d)。
                2)明确所有条件之间的制约关系及组合关系
                条件之间的制约关系及组合关系如图所示

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                3)画出因果图
                为了描述得更清楚,这里将每种情况单独画一个因果图说明。
                        (1)条件1和条件3可以组合,输出a和b的组合,也就是投币50元,充值50元,会输出完成充值、退卡,提示充值成功的结果。其因果图如图所示。

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                        (2)条件1和条件4可以组合,输出c和d的组合,也就是投币50元,充值100元,会输出找零、提示错误的结果。其因果关系如图所示。

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                        (3)条件2和条件3可以组合,输出a、b、c的组合,也就是投币100元,充值50元,会输出找零、完成充值、提示充值成功的结果。其因果图如图所示

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                        (4)条件2和条件4可以组合,输出a和b的组合,也就是投币100元,充值100元,会输出完成充值、退卡,提示充值成功的结果。其因果图如图所示。

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                        (5)条件12、3、4均可以单独出现,其因果图如图所示，

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                4)根据因果图写出决策表
根据上面的因果图,写出对应的决策表,如表所示

                5)根据决策表写出测试用例根据上面的决策表,写出对应的测试用例,如表所示。