• OATS:Orthogonal Array Testing Strategy


    OATS:即Orthogonal Array Testing Strategy,正交表测试策略。

    1      OATS的概念:

    次数Runs)[测试用例的个数]:简单的说,就是次数是多少,就有多少个用例。

    因素数Factors)[变量数]:简单的说,就是有多少个变量。

    水平数Levels)[所有变量中,单个变量最大取值数个数]:比如有三个变量,其中变量取值最多的是四个值,那么水平数就是四。

    强度Strength)[相互影响的变量最大数]:即变量间的相互关系,当强度为二时,只考虑变量两两之间的影响,如果强度为三,同考虑三个变量对结果的影响;当强度增加时,用例的个数会急剧增加。

    正交表的表现形式: L runs(levels^factors  )

    介绍混合水平数正交表的知识,混合水平数的正交表中的因素数的水平数是不同的,比如,有5个变量,一个因素数的水平数为4,另外四个因素数的水平数为2,则用正交表表示如下:

    L 841×24

    2       OATS的好处:

    对有些组合测试,我们可选择的一种测试途径是测试所有变量的迪卡尔积(即统计学中的全面搭配法),无疑,这种方式得到的是所有变量、所有取值的完全组合,是最全面的测试。而在变量多的情况下,这无疑也是最不可能实现的方法,所以我们要选择一种方法,即可以测试大部分的BUG,又能极大的缩短我们的时间正交表是我们的选择:

    特点为:

         完成测试要求所需的测试用例少

         数据点分布很均匀

         可用其他统计学的方法等对测试结果进行分析

    OATS用来设计测试用例的方法如下的好处

    1,可以组合所有变量

    2得到一个最小测试集,这个集合,包括最少测试用例,并且,包括了所有变量的组合,

    3,得到的变量的组合均匀的分布的(这一点可以参照上面的正交表的特点);

    4,可以测试用一些复杂的组合

    5,它生成的测试用例是有迹可循,即有规律的,不像手工测试那样会遗漏一些用例的组合。

    3       选择OATS的基本原则

    一般都是先确定测试的因素、水平和交互作用,后选择适用的正交表在确定因素的水平数时,主要因素应该多安排几个水平,次要因素可少安排几个水平。

                   (主要因素应该多安排几个水平

          次要因素可少安排几个水平)   

        1)先看水平数。若各因素全是2水平,就选用L(2)表;若各因素全是3水平,就选L(3)表。若各因素的水平数不相同,就选择适用的混合水平正交表。

        因数水平相同,就选用L(因数水平数*)表;

        各因素的水平数不同,选择混合水平正交表。

        2每一个交互作用正交表中应占一列或二列(取决于所选的正交表是否足够大,能否容纳得下所考虑的因素和交互作用)要看所选的正交表是否足够大,能否容纳得下所考虑的因素和交互作用。为了对试验结果进行方差分析或回归分析,还必须至少留一个空白列,作为“误差”列,在极差分析中要作为“其他因素”列处理。

        3)要看测试精度的要求。若要求高,则宜取测试次数多的正交表

        4)若测试费用昂贵,或测试的经费很有限,或人力和时间都比较紧张,则不宜选实验次数太多的正交表

        5)按原来考虑的因素、水平和交互作用去选择正交表,若无正好适用的正交表可选,简便且行的办法是适当修改原定的水平数

    6)对某因素某交互作用的影响是否确实存在没有把握的情况下,选择L表不确定选大表还是小表时时常为该选大表还是选小表而犹豫)。若条件许可,应尽量选用大表,让影响存在的可能性较大的因素和交互作用各占适当的列

    4       OATS的步骤:

    1先要知道你有多少个确定变量这个不用说了,很简单的就能确定了。它对应正交表的概念中的因素数

    2,查看每个变量测试取值个数(这里我用a代替,以方便后面调用),这个取值不是说这个变量的取值范围中包括多少个值,而是用等价类划分出来的。关于等价类的方法,这里就不说了。

    3,选择正交表,我们选择正交表时,要满足两点:因素数(即变量个数)和水平数。在选择正交表的时候,要保证:

    A、正交表的列不能小于变量的个数;

    B、正交表的水平数不能小于(每个变量的测试取值个数)a

    4,拿着自己的因素数和水平数,去找对应的正交表,按3中说的原则,现在正交表有一部分已经在网上公布了,在很大程度上已经够设计测试用例用了,如果你的情况太特殊,也可以考虑自己去推算。

    5,如果你选择的正交表中某个因素数有剩余的水平数,就拿这个因素数的值从上到下循环代进去。以增加发现缺陷的机会。

    6,按次数设计用例,每次数对应一个用例。设计完成后,如果觉得有些组合是可能会有问题的,而正交表中又没有包括,那就增加一些用例。

    5       OATS的实例:

    5.1    实例

    下面介绍一个混合正交表的例子:

    变量个数:4个  分别为:ABCD

    取值为:

    A->3个值(A1A2A3)、

    B->4个值(B1B2B3B4)、

    C->4个值(C1C2C3C4)、

    D->4个值(D1D2D3D4)。

    把上述数值对应到正交表的概念中去,如下:

    因素数:4

    水平数:其中3个变量的水平数为41个变量的水平数为3

    对应到正交表中写法如下:

    L runs(3^1 + 4^3)

    1,  只考虑强度为:2的情况。

    A、 其对应的正交表如下:

    Runs  A   B   C   D

    1  |    1   1   1   1

       2  |    2   2   2   2

       3  |    3   3   3   3

       4  |    -   4   4   4

       5  |    1   2   3   4

       6  |    2   1   4   3

       7  |    3   4   1   2

       8  |    -   3   2   1

       9  |    1   3   4   2

      10  |    2   4   3   1

      11  |    3   1   2   4

      12  |    -   2   1   3

      13  |    1   4   2   3

      14  |    2   3   1   4

      15 |    3   2   4   1

      16  |    -   1   3   2

    即应用到次数为16的正交表,我们可以得到16个用例。

    B、把各个变量的代入正交表得到如下正交表:

    Runs  A    B   C   D

    1  |    A1   B1   C1   D1

       2  |    A2   B2   C2   D2

       3  |    A3   B3   C3   D3

       4  |    -    B4   C4   D4

       5  |    A1   B2   C3   D4

       6  |    A2   B1   C4   D3

       7  |    A3   B4   C1   D2

       8  |    -    B3   C2   D1

       9  |    A1   B3   C4   D2

      10  |    A2   B4   C3   D1

      11  |    A3   B1   C2   D4

      12  |    -     B2   C1   D3

      13  |    A1   B4   C2   D3

      14  |    A2   B3   C1   D4

      15  |    A3   B2   C4   D1

      16  |    -     B1   C3   D2

    C、看上面的正交表可以知道变量A有剩余的水平数。下面我们用A的值循环代入:

    Runs  A    B   C   D

    1  |    A1   B1   C1   D1

       2  |    A2   B2   C2   D2

       3  |    A3   B3   C3   D3

       4  |    A1  B4   C4   D4

       5  |    A1   B2   C3   D4

       6  |    A2   B1   C4   D3

      7  |    A3   B4   C1   D2

       8  |    A2  B3   C2   D1

       9  |    A1   B3   C4   D2

      10  |    A2   B4   C3   D1

      11  |    A3   B1   C2   D4

      12  |    A3   B2   C1   D3

      13  |    A1   B4   C2   D3

      14  |    A2   B3   C1   D4

      15  |    A3   B2   C4   D1

      16  |    A1   B1   C3   D2

    上面我用A的值循环填充了A剩余的水平数(蓝色标记的部分)。

    D、接着,我们就可以用上面的正交表来设计用例了。不再多言。

    2,  考虑强度为3的情况:

    得到对应的正交表如下:

     

    Runs     A   B  C   D

    1  |    1   1   1   1

       2  |    1   1   2   2

       3  |    1   1   3   3

       4  |    1   1   4   4

       5  |    1   2   1   2

       6  |    1   2   2   1

       7  |    1   2   3   4

       8  |    1   2   4   3

       9  |    1   3   1   3

      10  |    1   3   2   4

      11  |    1   3   3   1

      12  |    1   3   4   2

      13  |    1   4   1   4

      14  |    1   4   2   3

      15  |    1   4   3   2

      16  |    1   4   4   1

      17  |    2   1   1   2

      18  |    2   1   2   1

      19  |    2   1   3   4

      20  |    2   1   4   3

      21  |    2   2   1   1

      22  |    2   2   2   2

      23  |    2   2   3   3

      24  |    2   2   4   4

      25  |    2   3   1   4

      26  |    2   3   2   3

      27  |    2   3   3   2

      28  |    2   3   4   1

      29  |    2   4   1   3

      30  |    2   4   2   4

      31  |    2   4   3   1

      32  |    2   4   4   2

      33  |    3   1   1   3

      34  |    3   1   2   4

      35  |    3   1   3   1

      36  |    3   1   4   2

      37  |    3   2   1   4

      38  |    3   2   2   3

      39  |    3   2   3   2

      40  |    3   2   4   1

      41  |    3   3   1   1

      42  |    3   3   2   2

      43  |    3   3   3   3

      44  |    3   3   4   4

      45  |    3   4   1   2

      46  |    3  4   2   1

      47  |    3   4   3   4

      48  |    3   4   4   3

      49  |    -   1   4   1

      50  |    -   2   3   1

      51  |    -   3   2   1

      52  |    -   4   1   1

      53  |    -   1   3   2

      54  |    -   2   4   2

      55  |    -   3   1   2

      56  |    -   4   2   2

      57  |    -   1   2   3

      58  |    -   2   1   3

      59  |    -   3   4   3

      60  |    -   4   3   3

      61  |    -   1   1   4

      62  |    -   2   2   4

      63  |    -   3   3   4

      64  |    -   4   4   4

    我们得到一个次数为64的正交表,按照1中的步骤BCD可以得到64测试用例。

    在这个例子中,如果我们选择强度为4的表的话,也就相当于覆盖整个迪卡尔积了。所以在强度为4的时候,在这个例子中正交已经没有意义。

    其中概念部分引用了统计学的知识。

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