Введение

Техники тест-дизайна - это методы, используемые тестировщиками для определения тестовых случаев и сценариев, которые могут эффективно проверить функциональность и качество программного обеспечения. Тест-дизайн является важным этапом в процессе тестирования программного обеспечения, поскольку он направлен на создание стратегии тестирования и разработку тестовых сценариев и случаев, которые помогут обеспечить качество продукта.

Заниматься тест-дизайном необходимо по следующим причинам:

1. Определение требований к тестированию: Тест-дизайн позволяет определить, какие требования к продукту должны быть протестированы, и разработать соответствующие тестовые сценарии и случаи.
2. Оптимизация тестовых усилий: Хорошо спланированный тест-дизайн помогает сосредоточиться на наиболее важных и критических аспектах продукта, экономя время и ресурсы.
3. Повышение качества продукта: Эффективный тест-дизайн позволяет обнаружить и устранить дефекты на ранних стадиях разработки, что приводит к повышению качества продукта и уменьшению затрат на исправление ошибок в долгосрочной перспективе.
4. Поддержка воспроизводимости тестов: Тест-дизайн предоставляет структурированный подход к разработке тестовых сценариев и случаев, что упрощает воспроизведение тестов и сравнение результатов.
5. Обеспечение покрытия тестирования: Тест-дизайн помогает гарантировать, что все значимые аспекты продукта протестированы, и ничего важного не упущено.
6. Содействие коммуникации между участниками проекта: Тест-дизайн помогает обеспечить ясное и четкое понимание тестовых требований и ожиданий между разработчиками, тестировщиками и другими участниками проекта.
7. Поддержка непрерывного улучшения: Тест-дизайн способствует выявлению возможностей для улучшения процесса тестирования и уточнению подходов к тестированию на основе опыта и обратной связи.

Тест-дизайн важен для качества ПО. Он делает тестирование эффективнее, улучшает продукт и экономит ресурсы. Хорошо продуманные тесты находят проблемы рано, до того как их заметят пользователи.

Умелый тест-дизайн позволяет быстро менять тесты, когда меняются требования или условия разработки. Это особенно полезно в быстро меняющихся проектах. В итоге, правильный тест-дизайн помогает сделать проект успешным и удовлетворить нужды пользователей и заказчиков.

Техники тест-дизайна

Техники тест-дизайна можно разделить на две основные категории:

1. Техники черного ящика (Black-Box Testing Techniques)
2. Техники белого ящика (White-Box Testing Techniques)

Техники черного ящика

Фокусируются на тестировании функциональности программного обеспечения без знания его внутренней структуры или реализации. Они включают:

• Эквивалентное разбиение (Equivalence Partitioning): группировка входных данных на основе их эквивалентности, чтобы уменьшить количество тестовых случаев с сохранением эффективности тестирования.
• Метод граничных значений (Boundary Value Analysis): тестирование на границах допустимых диапазонов значений.
• Анализ причинно-следственных связей (Cause-Effect Graphing): представление входных данных и ожидаемых результатов в виде графа для определения тестовых сценариев.
• Таблицы решений (Decision Tables): использование таблиц для представления различных комбинаций входных данных и ожидаемых результатов.

Техники белого ящика

Фокусируются на тестировании внутренней структуры и реализации программного обеспечения. Они включают:

• Тестирование покрытия кода (Code Coverage Testing): оценка того, насколько хорошо тестовые случаи покрывают исходный код программы.
• Тестирование покрытия путей (Path Testing): анализ всех возможных путей выполнения программы.
• Тестирование состояний (State Transition Testing): тестирование поведения программного обеспечения на основе изменения его состояний.
• Тестирование ветвления и условий (Branch and Condition Testing): тестирование каждого условного оператора и каждого возможного варианта ветвления в коде.

Техники серого ящика

Кроме техник черного и белого ящика, можно говорить также о техниках серого ящика (Grey-Box Testing Techniques). Они сочетают элементы обоих подходов, используя информацию о внутренней структуре и реализации программного обеспечения для определения тестовых случаев, но также проверяя функциональность на высоком уровне.

Выбор техники тест-дизайна зависит от многих факторов, таких как цели тестирования, доступные ресурсы, требования к качеству, а также уровень знания и опыта тестировщиков. Часто на практике используются комбинации различных техник, чтобы обеспечить наиболее полное и эффективное тестирование программного обеспечения.

Метод граничных значений

Метод граничных значений (Boundary Value Analysis, BVA) — это техника функционального тестирования, которая основана на проверке входных данных на границах допустимого диапазона. Цель этого метода заключается в выявлении ошибок, возникающих из-за неправильной обработки крайних значений. Вместо того чтобы тестировать все возможные значения входных данных, BVA фокусируется на тестировании только значений на границах и близлежащих к ним.

Пример:

Допустим, у нас есть функция, которая принимает возраст пользователя (целое число) и определяет, может ли он получить водительские права. Водительские права могут быть получены, если возраст пользователя находится в диапазоне от 18 до 65 лет.

Для тестирования этой функции с использованием метода граничных значений, следует выбрать следующие значения:

• Нижняя граница: 18 (допустимое значение)
• Ниже нижней границы: 17 (недопустимое значение)
• Выше нижней границы: 19 (допустимое значение)
• Верхняя граница: 65 (допустимое значение)
• Ниже верхней границы: 64 (допустимое значение)
• Выше верхней границы: 66 (недопустимое значение)

Когда использовать BVA

• При проверке функциональности, которая зависит от входных данных, ограниченных диапазоном значений.
• Когда нужно оптимизировать количество тестовых случаев, фокусируясь на потенциально критических точках.
• При создании набора тестов для проверки обработки ошибок и проверки корректности данных.

Когда не использовать BVA

• Если функциональность не зависит от ограниченного диапазона входных данных или границы диапазона не имеют особого значения.
• Если важно тестировать взаимодействие между различными функциями или компонентами системы (в этом случае лучше использовать интеграционное тестирование).
• Если требуется тестировать нефункциональные характеристики продукта, такие как производительность, безопасность или надежность.

В целом, метод граничных значений является полезным и эффективным подходом к тестированию, особенно при работе с ограниченными диапазонами значений. Однако, как и любой другой метод тестирования, он не должен использоваться в изоляции. BVA следует сочетать с другими методами и техниками тестирования для обеспечения более полного и всестороннего тестирования программного обеспечения.

Важно помнить, что метод граничных значений, как и любая другая техника тестирования, не гарантирует полное отсутствие дефектов в программном обеспечении. Вместо этого, его цель заключается в минимизации риска возникновения ошибок, связанных с обработкой крайних значений, и в повышении уровня доверия к качеству продукта.

В заключение, метод граничных значений является полезным инструментом в арсенале тестировщика, позволяющим выявить потенциальные проблемы на границах допустимых диапазонов входных данных. Однако, для достижения максимальной эффективности тестирования, следует комбинировать его с другими подходами и техниками.

Классы эквивалентности

Классы эквивалентности — это мощная техника тест-дизайна, которая помогает нам эффективно тестировать, не проверяя каждое возможное значение. Суть в том, что мы группируем похожие входные данные, которые должны обрабатываться одинаково.

Представьте, что у вас есть поле для ввода возраста. Вместо того чтобы проверять каждое число от 1 до 100, мы можем разделить все значения на группы:

1. Недопустимые отрицательные значения (меньше 0)
2. Допустимые значения для детей (0-12)
3. Допустимые значения для подростков (13-17)
4. Допустимые значения для взрослых (18-65)
5. Допустимые значения для пожилых (66-120)
6. Недопустимые большие значения (больше 120)

Теперь, вместо сотен тестов, нам достаточно проверить по одному значению из каждого класса. Если -5 не проходит, вероятно, и -10 тоже не пройдет. Если 25 обрабатывается правильно, то и 30 скорее всего будет обработано верно.

Как применять эту технику:

1. Определите все входные данные для тестируемой функции.
2. Для каждого входного параметра определите классы эквивалентности — группы значений, которые должны обрабатываться одинаково.
3. Выберите по одному значению из каждого класса для тестирования.

Преимущества:

• Сокращает количество необходимых тестов
• Помогает убедиться, что мы не пропустили важные варианты входных данных
• Упрощает поддержку тестов при изменении требований

Недостатки:

• Может пропустить ошибки на границах классов (поэтому часто комбинируется с методом граничных значений)
• Требует хорошего понимания системы для правильного определения классов

Пример: тестирование функции расчета скидки

Допустим, у нас есть функция, которая рассчитывает скидку в зависимости от суммы покупки:

• До 1000 рублей — скидки нет
• От 1000 до 5000 рублей — скидка 5%
• От 5000 до 10000 рублей — скидка 10%
• Свыше 10000 рублей — скидка 15%

Классы эквивалентности:

1. 0-999 рублей (нет скидки)
2. 1000-4999 рублей (5% скидка)
3. 5000-9999 рублей (10% скидка)
4. 10000 рублей и выше (15% скидка)
5. Отрицательные значения (недопустимые)

Тестовые случаи:

1. 500 рублей (ожидаем 0% скидки)
2. 2500 рублей (ожидаем 5% скидки)
3. 7500 рублей (ожидаем 10% скидки)
4. 15000 рублей (ожидаем 15% скидки)
5. 100 рублей (ожидаем сообщение об ошибке)

Помните, что классы эквивалентности — это не волшебная палочка. Они не заменяют другие техники тестирования, но в сочетании с ними помогают создать эффективный набор тестов, который покрывает все важные случаи, не раздуваясь до невообразимых размеров.

Попарное тестирование

Попарное тестирование (Pairwise Testing) — это техника тест-дизайна, которая помогает уменьшить количество тестовых случаев при работе с множеством входных параметров, сохраняя при этом хорошее покрытие.

Суть метода: вместо проверки всех возможных комбинаций входных данных, мы тестируем все возможные пары значений параметров.

Пример:

Представим, что мы тестируем форму регистрации с тремя полями:

1. Тип пользователя: Обычный, Премиум
2. Платформа: Windows, Mac, Linux
3. Браузер: Chrome, Firefox, Safari

Всего возможных комбинаций: 2 * 3 * 3 = 18

При попарном тестировании мы проверяем все пары значений для каждой пары параметров:

• Тип пользователя + Платформа
• Тип пользователя + Браузер
• Платформа + Браузер

Это даёт нам набор тестов, который может выглядеть так:

1. Обычный, Windows, Chrome
2. Обычный, Mac, Firefox
3. Обычный, Linux, Safari
4. Премиум, Windows, Firefox
5. Премиум, Mac, Safari
6. Премиум, Linux, Chrome

Всего 6 тестов вместо 18!

Преимущества:

• Значительно сокращает количество тестов
• Обнаруживает большинство дефектов, связанных с взаимодействием параметров
• Особенно эффективен при большом количестве параметров

Ограничения:

• Может пропустить ошибки, возникающие при взаимодействии трёх и более параметров
• Требует специальных инструментов для генерации оптимальных наборов тестов при большом числе параметров

Когда использовать:

• При тестировании систем с множеством конфигурационных параметров
• Когда полное тестирование всех комбинаций невозможно из-за временных или ресурсных ограничений
• В сочетании с анализом рисков для фокусировки на наиболее важных комбинациях

Помните, что попарное тестирование — это компромисс между полным перебором и случайным выбором. Оно не гарантирует обнаружение всех ошибок, но позволяет эффективно находить большинство дефектов при разумных затратах времени и ресурсов.

Диаграмма состояний

Диаграмма состояний (State Transition Diagram) — это графическое представление всех возможных состояний системы и переходов между ними. Эта техника особенно полезна для тестирования систем, поведение которых зависит от текущего состояния.

Ключевые элементы:

• Состояния: различные режимы, в которых может находиться система
• Переходы: действия, которые вызывают изменение состояния
• Условия: правила, определяющие, когда может произойти переход

Пример: Тестирование простого музыкального плеера

Состояния:

1. Остановлен
2. Воспроизведение
3. Пауза

Переходы:

• Нажатие "Play" переводит из "Остановлен" в "Воспроизведение"
• Нажатие "Pause" переводит из "Воспроизведение" в "Пауза"
• Нажатие "Stop" из любого состояния возвращает в "Остановлен"

Тестовые случаи на основе диаграммы:

1. Остановлен -> Play -> Воспроизведение
2. Воспроизведение -> Pause -> Пауза
3. Пауза -> Play -> Воспроизведение
4. Воспроизведение -> Stop -> Остановлен
5. Пауза -> Stop -> Остановлен

Таблица решений

Таблица решений — это способ представления сложной логики системы в компактной форме. Она особенно полезна, когда результат зависит от комбинации нескольких условий.

Структура таблицы решений:

• Условия: входные параметры или состояния системы
• Действия: что система должна делать при определенных условиях
• Правила: комбинации условий и соответствующих им действий

Пример: Система скидок в интернет-магазине

Условия:

1. Клиент является VIP (Да/Нет)
2. Сумма заказа > 5000 руб (Да/Нет)
3. Первый заказ клиента (Да/Нет)

Действия:

A. Применить скидку 10%

B. Применить скидку 5%

C. Без скидки

D. Добавить бесплатную доставку

Условия / Правила	1	2	3	4	5	6	7	8
1. VIP	Д	Д	Д	Д	Н	Н	Н	Н
1. Сумма > 5000	Д	Д	Н	Н	Д	Д	Н	Н
1. Первый заказ	Д	Н	Д	Н	Д	Н	Д	Н
Действия
A. Скидка 10%	X	X
B. Скидка 5%			X	X	X
C. Без скидки						X	X	X
D. Бесплатная доставка	X		X		X		X

Тестовые случаи создаются на основе каждого правила (столбца) в таблице.

Обе эти техники помогают систематически подходить к тестированию сложных систем, обеспечивая хорошее покрытие различных сценариев и комбинаций условий. Их часто используют вместе с другими методами тест-дизайна для создания всеобъемлющего набора тестов.

Матрица трассировки требований

Создание матрицы трассировки требований (Requirements Traceability Matrix, RTM) - это техника тестирования, которая помогает отслеживать связи между требованиями к продукту, тест-кейсами и обнаруженными дефектами.

Матрица трассировки требований - это таблица, которая показывает отношения и зависимости между требованиями к продукту, тестовыми сценариями, тест-кейсами и обнаруженными дефектами. Она помогает убедиться, что все требования покрыты тестами и все найденные дефекты связаны с определенными требованиями, или же помогает увидеть, на каком этапе сейчас находится покрытие кейсами и что предстоит сделать.

ID требования	Описание требования	ID тест-кейса	Статус тест-кейса	ID дефекта	Статус дефекта	Комментарии

ID требования	Описание требования	ID тест-кейса	Статус тест-кейса	ID дефекта	Статус дефекта	Комментарии
REQ-001	Регистрация нового пользователя	TC-001	Пройден	-	-	-
REQ-002	Авторизация пользователя	TC-002	Не пройден	BUG-001	Открыт	Проблема с кнопкой входа
REQ-003	Поиск товаров	TC-003	Пройден	-	•	-
REQ-004	Добавление товара в корзину	TC-004	Не выполнен	-	•	Тест-кейс в разработке
REQ-005	Оформление заказа	TC-005	Пройден	BUG-002	Закрыт	Исправлено в версии 1.2

Ограничения и проблемы

1. Поддержание актуальности матрицы может быть трудоемким процессом, особенно в крупных проектах
2. Излишняя детализация может привести к перегруженности информацией
3. Необходимость в постоянном обновлении при изменении требований или тест-кейсов
4. Возможность пропуска неявных или подразумеваемых требований

Несмотря на эти ограничения, матрица трассировки требований остается мощным инструментом для обеспечения качества продукта и эффективного управления процессом тестирования.