軟體測試 正交實驗法設計測試用例

2021-10-04 21:11:35 字數 2302 閱讀 8312

正交實驗法設計基本原理

正交實驗法又稱為正交實驗設計法,是根據伽瓦羅(galois)理論,研究與處理多因素實驗的一種科學方法。

正交實驗法利用已有的規格化的「正交表」,從大量的實驗點中挑選出適量的、有代表性的點,合理地安排實驗,用較少的實驗次數,取得較為準確和可靠的實驗結果。

例子

研究氮、磷、鉀肥施用量對某小麥品種產量的影響:

在正交實驗法中,將影響實驗結果的條件因素稱為因子(factors),而把各個因子的取值作為狀態,狀態數稱為水平數(levels)。

設計正交實驗時,需要確定:

實驗中有哪些因子,因子數是多少?

每個因子有哪些取值,其水平數是多少?

在上面的例子中,有氮、磷、鉀肥三個因子,a因素的狀態(水平)有a1、a2、a3

在正交試驗設計中,因子的水平值可以是定量的,也可以是定性的。定量因子各水平值之間的距離可以相等,也可以不相等。

實驗法分三種:

1.全面實驗法

2.簡單對比法

3.正交實驗法

這裡重點講的是正交實驗法解決問題

上例解題過程如下:

(1)製作正交表

因子數123

氮肥施用量

a1a2

a3磷肥施用量

b1b2

b3鉀肥施用量

c1c2

c3(2)設計測試用例

因為是3水平,共4列,所以選擇l9(3)4

氮肥用量

磷肥用量

鉀肥用量1a1

b1c12a1

b2c23a1

b3c34a2

b1c35a2

b2c16a2

b3c27a3

b1c28a3

b2c19a3

b3c3

其中,l代表正交表,4是因子數,即正交表的列數,3是因子的水平數,9是實驗的次數,即正交表的行數。

試驗次數(行數)=因子素*(水平數-1)+1

這裡就有同學疑惑了,根據公式可知上例只有3*(3-1)+1=7試驗次數啊,這裡跟正交表的選擇方法有關。

上例選擇的是l9(3×4)等水平正交表,4個因子中每個因子都取3個水平。

混合水平正交表:l8(4×2的4次方)

該混合水平正交表,包含1個4水平列和4個2水平列,共有5列,最多可以安排5個因子。

根據正交表的因子數和水平數可以計算出實驗次數:

實驗次數(行數)=∑(每列水平數-1)+1

例如對於正交表l9(3的4次方),實驗次數=4×(3-1)+1=9;對於正交表l8(4×2的4次方),實驗次數=1×(4-1)+4×(2-1)+1=8。利用上述關係式可以從所要考察的因子及其水平數來決定最低的試驗次數,進而選擇合適的正交表。例如,要考察5個3水平因子及乙個2水平因子,則最少的試驗次數為5×(3-1)+1×(2-1)+1=12,也就是說,要在行數不小於12,既有2水平列又有3水平列的正交表中選擇,因此選擇l18(2×3的7次方)最為適合。

從標準正交表中選擇乙個合適的正交表時,需要考慮不同的情況。例如,因子數和水平數與正交表完全匹配、因子數或水平數與正交表不同、因子數和水平數與正交表都不相同等。一般來說,當不考慮因素間的互動作用時,選擇正交表首先需要滿足正交表的列數要大於或等於已確定實驗因素個數這一條件,也就是說,如果因子數不同,應當採用正交表列數包含的方法,從符合列數條件的正交表中選擇行數最少的那乙個正交表,使得實驗次數最少。如果水平數不同,應當採用包含和組合的方法,選取能夠安排下各因素水平數的最為合適的正交表。

通過正交實驗法設計測試用例的步驟如下:

(1)確定因素。根據軟體規格說明書,對軟體模組進行分析,確定影響其執行結果的因素。

(2)確定每個因素的水平。通過分析軟體規格說明書,找出因素的取值範圍或集合。

(3)選擇正交表。根據因子數和水平數選擇乙個實驗次數最少的最合適的正交表。

(4)生成測試用例。將每乙個測試因子分別對應於所選正交表的一列,將這些列中的數字對映為對應測試因子的水平取值。

(5)適當補充。根據經驗新增一些沒有生成但是有價值的測試用例作為補充。

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測試用例 正交實驗

研究多因子多水平的一種設計方法,它是根據正交性全面實驗中挑選出部分有代表性的點進行實驗。因子,所有參與試驗的影響試驗結果的條件稱為因子 水平,影響試驗因子的取值或輸入稱為水平 整齊可比 在同一張正交表中,每個因子每個水平出現的次數完全相同,試驗中,每個因子的每個水平與其他因子的水平參與試驗的機率完全...

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