基于開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法

劉德利，孫運(yùn)璽，谷原野

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

基于開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法

劉德利，孫運(yùn)璽，谷原野

（一汽轎車股份有限公司，吉林 長春 130000）

提出一種基于開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法；通過同等模式優(yōu)化測試用例、沖突模式完善測試用例、嵌套模式完善測試用例3方面，闡述開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法；通過具體實(shí)例進(jìn)一步驗(yàn)證該設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)測試用例設(shè)計(jì)方法相比，該設(shè)計(jì)方法具有優(yōu)化測試用例數(shù)量、完善測試用例覆蓋度等優(yōu)勢。

開發(fā)思維；汽車功能測試；測試用例設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)在汽車已經(jīng)成為人們生活中的重要交通工具，隨著汽車數(shù)量的不斷增加，人們對(duì)汽車的功能性和安全性的要求也不斷提高。功能測試作為保證汽車零部件和整車功能和性能的重要環(huán)節(jié)，要求其能夠快速有效地發(fā)現(xiàn)問題，以保證整車的可靠性。

汽車功能測試方法是由軟件測試方法演變而來，但是軟件測試方法具有一定的局限性，常用的用例設(shè)計(jì)方法有等價(jià)類劃分法、邊界值法、因果圖法［1-2］、狀態(tài)轉(zhuǎn)移法［3-4］、 分支測試法等［5-7］。 這些方法很難做到將測試用例覆蓋度和測試周期很好地兼顧。如何利用有效的時(shí)間發(fā)現(xiàn)更多的問題，是所有測試人員和團(tuán)隊(duì)面臨的共同難題。為了更好地解決這一問題，本文把開發(fā)思維與測試用例設(shè)計(jì)相結(jié)合，利用開發(fā)思維模式優(yōu)化和完善測試用例。

1 開發(fā)思維功能測試用例設(shè)計(jì)方法

為了兼顧測試用例覆蓋度和測試周期兩個(gè)方面，提出基于開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法。開發(fā)思維是指在開發(fā)汽車電子控制單元功能時(shí)的邏輯和思維，傳統(tǒng)的功能測試方法不關(guān)心開發(fā)功能時(shí)的邏輯和思維 （即黑盒測試方法），存在很大的弊端和缺陷。本文提出的功能測試用例設(shè)計(jì)方法考慮到現(xiàn)有功能都是模塊化設(shè)計(jì)，一個(gè)功能策略是由多個(gè)小模塊組成，在功能測試用例設(shè)計(jì)階段，分析和借鑒開發(fā)功能軟件時(shí)的邏輯和思維，按照模塊之間的特性設(shè)計(jì)測試用例。該方法是作為傳統(tǒng)方法的補(bǔ)充，既能夠提高測試用例的覆蓋度，又能夠減少測試用例數(shù)量。

1.1 同等模式優(yōu)化測試用例

同等模式是指驗(yàn)證多個(gè)同等模式下同一個(gè)功能策略，圖1為同等模式示意圖。傳統(tǒng)測試方法大多是在每種模式下測試一次，其能夠涵蓋所有的測試用例，但是存在用例數(shù)量龐大、測試周期長的缺點(diǎn)。然而基于開發(fā)思維的測試用例設(shè)計(jì)方法將識(shí)別出同等模式，多個(gè)同等模式任選其中一種模式驗(yàn)證功能策略，此處需要注意的是不要在相同模式下驗(yàn)證所有功能，避免出現(xiàn)某一模式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)該功能的風(fēng)險(xiǎn)。

以圖1為例，功能策略為N，模式數(shù)量為3，傳統(tǒng)測試方法測試用例數(shù)量為3N，本文測試用例設(shè)計(jì)方法數(shù)量為N。此外，為保證測試覆蓋度N1功能策略在模式1情況下驗(yàn)證，N2功能策略在模式2情況下驗(yàn)證，N3功能策略在模式3情況下驗(yàn)證，以此類推，該設(shè)計(jì)方法在保證覆蓋度的基礎(chǔ)上，大大減少測試數(shù)量，節(jié)省測試時(shí)間，將精力用于驗(yàn)證其他具有風(fēng)險(xiǎn)的功能策略。

圖1 同等模式示意圖

1.2 沖突模式完善測試用例

沖突模式是指驗(yàn)證功能策略時(shí)，兩個(gè)或兩個(gè)以上功能策略執(zhí)行結(jié)果相同或部分相同，需增加兩者同時(shí)操作的測試用例，以驗(yàn)證執(zhí)行結(jié)果相同或部分相同的功能策略是否出現(xiàn)沖突。沖突模式示意圖如圖2所示。功能策略1和功能策略2的某執(zhí)行結(jié)果相同，基于開發(fā)思維的功能測試用例設(shè)計(jì)方法增加了功能策略1基礎(chǔ)上進(jìn)行功能策略2或功能策略2基礎(chǔ)上進(jìn)行功能策略1，以驗(yàn)證執(zhí)行結(jié)果相同或部分相同的功能策略是否出現(xiàn)沖突。

圖2 沖突模式示意圖

1.3 嵌套模式完善測試用例

嵌套模式是指某功能策略中調(diào)用另一個(gè)功能策略，需增加測試用例以驗(yàn)證是否存在應(yīng)該調(diào)用而沒有調(diào)用，或者不應(yīng)該調(diào)用而調(diào)用的情況。嵌套模式示意圖如圖3所示。功能策略1中符合條件1調(diào)用功能策略2；符合條件2不調(diào)用功能策略3。需增加測試用例加以驗(yàn)證。

圖3 嵌套模式示意圖

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1 同等模式化簡測試用例

功能描述：以某車型音響娛樂系統(tǒng)功能策略為例，收音機(jī)有FM1（Frequency Modulation，調(diào)頻）、FM2、FM3和AM1（Amplitude Modulation，調(diào)幅）、AM2 5種同等模式，均具有聲音調(diào)節(jié)、電臺(tái)瀏覽、搜索電臺(tái)、自動(dòng)存臺(tái)、手動(dòng)調(diào)臺(tái)、手動(dòng)存臺(tái)、手動(dòng)播放預(yù)存臺(tái)7個(gè)功能。傳統(tǒng)用例設(shè)計(jì)和本文用例設(shè)計(jì)方案比較如表1所示。

表1 用例設(shè)計(jì)方案比較

從表1可以看出，傳統(tǒng)用例數(shù)量為35條，本文用例數(shù)量為7條，大大減少測試用例數(shù)量，此外FM1、FM2、FM3、AM1、AM2 5種模式為同等模式，故能夠保證測試用例的覆蓋度。

2.2 沖突模式完善測試用例

功能描述：以某車型車身控制單元功能策略為例，短按危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)、遙控鑰匙鎖車、碰撞模式3個(gè)功能策略，都需要執(zhí)行同一個(gè)結(jié)果——危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍。

2.2.1 本文用例設(shè)計(jì)方法完善測試用例

1）當(dāng)短按危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)，危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍，操作遙控鑰匙鎖車。期望結(jié)果：可以成功鎖車，否則，此策略無法接受。

2）當(dāng)短按危險(xiǎn)報(bào)警開關(guān)，危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍，車身控制單元進(jìn)入碰撞模式。期望結(jié)果：順利進(jìn)行碰撞模式，并進(jìn)行3次解鎖、記錄當(dāng)前車速、門鎖等狀態(tài)，否則，此策略無法接受。

3）當(dāng)車身控制單元進(jìn)入碰撞模式，危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍，進(jìn)行3次解鎖、記錄當(dāng)前車速、門鎖等狀態(tài)，操作遙控鑰匙鎖車。期望結(jié)果：不可以鎖車，否則，此策略無法接受。

2.2.2 傳統(tǒng)測試用例設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)測試用例設(shè)計(jì)在沒有明確技術(shù)文件說明的情況下，不會(huì)考慮以上測試用例，無法驗(yàn)證上述功能，存在安全隱患和功能策略的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 嵌套模式完善測試用例

功能描述：以某車型音響娛樂系統(tǒng)功能策略為例，車輛處于倒車擋時(shí)，不應(yīng)調(diào)用音量車速補(bǔ)償功能策略；點(diǎn)火開關(guān)閉合狀態(tài)1音響處于靜音模式，屏幕顯示靜音圖標(biāo)，切換為點(diǎn)火開關(guān)閉合狀態(tài)2時(shí)，音響應(yīng)調(diào)用靜音圖標(biāo)顯示，屏幕繼續(xù)顯示靜音圖標(biāo)。

2.3.1 本文用例設(shè)計(jì)方法完善測試用例

1）車輛處于倒車擋時(shí)，改變車速信號(hào)由小到大。期望結(jié)果：音響聲音不隨車速變化，否則，此策略無法接受。

2）點(diǎn)火開關(guān)閉合狀態(tài)1音響處于靜音模式，屏幕顯示靜音圖標(biāo)，切換為點(diǎn)火開關(guān)閉合狀態(tài)2。期望結(jié)果：音響屏幕一直顯示靜音圖標(biāo)，否則，此策略無法接受。

2.3.2 傳統(tǒng)測試用例設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)測試用例設(shè)計(jì)在沒有明確技術(shù)文件說明的情況下，不會(huì)考慮以上測試用例，無法驗(yàn)證上述功能，存在安全隱患和功能策略的風(fēng)險(xiǎn)。

3 實(shí)施效果

1）該設(shè)計(jì)方法中同等模式化簡測試用例在保證覆蓋度的基礎(chǔ)上，大大減少測試數(shù)量，節(jié)省測試時(shí)間。

2）該設(shè)計(jì)方法能夠根據(jù)功能策略的模式，如沖突模式、嵌套模式等，完善測試用例，以提高測試用例覆蓋度，降低汽車控制單元出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)，保證整車的功能性和可靠性。

3）該設(shè)計(jì)方法不僅限于列舉出的3種模式，測試用例設(shè)計(jì)者根據(jù)進(jìn)一步了解開發(fā)邏輯，能夠不斷地提升測試用例的品質(zhì)，充分驗(yàn)證控制單元的功能。

4 結(jié)論

本文闡述了基于開發(fā)思維的測試用例設(shè)計(jì)方法，通過敘述同等模式化簡測試用例、沖突模式完善測試用例、嵌套模式完善測試用例3部分，其中同等模式化簡測試用例在保證覆蓋度的基礎(chǔ)上，大大減少測試數(shù)量，節(jié)省測試時(shí)間；沖突模式完善測試用例、嵌套模式完善測試用例能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測試用例的覆蓋不足的缺點(diǎn)，從而保證整車的功能性和可靠性。

本文的測試用例設(shè)計(jì)方法為測試用例設(shè)計(jì)提供了新的思路，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了一定的改進(jìn)和補(bǔ)充，為功能測試工作的用例設(shè)計(jì)階段提供了重要的依據(jù)和參考。

［1］ 田真，黃小楓，李志成，等．整車控制器硬件在環(huán)測試流程及測試用例庫設(shè)計(jì)［J］．汽車工程學(xué)報(bào)，2014，4（3）：207-212．

［2］ 劉春玲，雷海紅．黑盒測試用例設(shè)計(jì)方法研究［J］．現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（20）：46-48．

［3］ 劉浩銳，王磊，劉振華，等．基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的ECU功能測試研究［J］．汽車電器，2014，（9）：66-69．

［4］ 易海勝．單元測試用例設(shè)計(jì)方法初探［J］．武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，19（5）：120-122．

［5］ 李莉．基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖的測試用例設(shè)計(jì)方法［J］．軟件產(chǎn)業(yè)與工程，2012，24（3）：45-48．

［6］ 陳涵．黑盒測試用例設(shè)計(jì)方法的研究［J］．武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，9（3）：45-48．

［7］ 浦云明．組合的測試用例設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法［J］．計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2014，24（3）：117-121．

（編輯 心 翔）

Design Method of Function Test Case Based on Development Thinking

LIU De-li，SUN Yun-xi，GU Yuan-ye
（FAW Car Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

A function test case design method based on development thinking is proposed in this paper.Through equivalent modeling simplifying test cases， conflict model and nest model perfecting test case， introduction of function test case design method based on development thinking is given.Compared with the traditional ones，this design method has advantages such as optimizing test case number and improving test coverage.

development thinking；vehicle function test；design method of test case

U467

A

1003－8639（2016）10－0055－03

2016-06-12；

2016-06-24

劉德利 （1987-），男，吉林長嶺人，工程師，碩士，主要工作方向?yàn)槠囯娖鲉蜗到y(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等；孫運(yùn)璽 （1984-），男，遼寧鞍山人，工程師，碩士，主要工作為汽車電器單系統(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等；谷原野 （1984-），男，吉林乾安人，工程師，碩士，主要工作方向?yàn)槠囯娖鲉蜗到y(tǒng)功能測試、電氣功能測試硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、整車電氣功能測試等。