核心主题： 软件测试设计技术入门 - 所有工程师都应掌握的最重要的测试技术。

主要内容分解：

1. 软件测试是什么？

   • 定义： 软件质量保证（QA）的一种手段。
   • 目的： 确认软件的行为符合工程师的预期（即，验证软件是否按设计工作）。
   • 核心挑战： “完美的测试是不可能的”。测试的目标是尽可能多地发现缺陷（Bug）。

2. 软件测试的分类（示例）：

   • 单元测试： 测试最小单位（如单个方法、模块）。
   • 集成测试： 测试多个单元组合在一起后的交互。
   • UI/系统测试： 测试集成了数据库、用户界面等组件的整个系统。

3. 软件测试技术是什么？为什么需要？

   • 问题： 理论上测试用例越多越可靠，但现实中无法执行所有可能的测试。
   • 目的： 这些技术是为了在有限的测试用例下，最大程度地发现缺陷而存在的知识和手段。
   • 核心价值： 帮助将测试用例数量减少到现实可执行的水平，同时通过优化设计来保证质量。测试技术是手段，而非最终目的。
   • 目标： 找到“最优”的测试用例集。

4. 重要的软件测试技术（列举）：

   • 同值类测试 / 等价类划分
   • 边界值测试
   • 领域分析测试
   • 决策表测试
   • 配对组合测试 / 成对测试 / 正交测试
   • 状态迁移测试

5. 软件测试的基本思路：

   • 覆盖性： 尽量减少遗漏。
   • 精确打击： 对可疑区域进行重点测试。
   • 如何找到可疑区域？
     • ① 间、逆、类推、外侧：思考中间值、相反情况、类似情况、边界之外的情况。
     • ② 意地悪な条件：考虑恶意或异常的条件输入。
     • ③ 当たり前を疑う：质疑那些看起来理所当然的事情。

6. 测试设计方法（Approach）：

   • 基于契约的测试： 只关注满足方法前置条件（正常调用所需条件）的输入范围。
   • 防御性测试： 不仅测试前置条件范围内的输入，也测试范围外的、异常的输入。
   • 关键点： 在项目/模块中需要明确采用哪种方法！

7. 核心测试技术详解：

   • 同值类测试 / 等价类划分：
     • 概念： “同值类”是指对于测试目的而言具有相同意义的一组输入值（例如，所有正数、所有负数、空值）。
     • 方法： 每个同值类中选取一个典型值进行测试（因为该类的其他值预期行为相同）。
   • 边界值测试：
     • 概念： 测试同值类的边界点及其紧邻的上、下值。
     • 依据： 缺陷经常隐藏在边界值附近。
     • 示例： 范围 1 <= x <= 10，测试点：0, 1, 10, 11。
   • 领域分析测试：
     • 适用场景： 当多个输入条件之间存在相互作用时。
     • 关键点：
       • On：边界上的值。
       • Off：边界外紧邻的值（在开区间一侧）。
       • In：有效域内部的值。
       • Out：有效域外部的值。
     • 方法： 构造“领域测试矩阵”。通常，测试一个条件时，将其设置为 On 或 Off 点，而将其他条件设置为 In 点。矩阵的每一列可以对应一个测试用例，非常实用。
     • 与边界值关系： 边界值测试可视为专注于 On 和 Off 点的领域分析测试。
   • 决策表测试：
     • 适用场景： 当有多个条件通过逻辑表达式（如 AND, OR）组合在一起决定结果时。
     • 问题： 条件组合数量随条件数指数增长（2^条件数）。
     • 方法： 列出所有条件及其可能的取值（真/假），列出所有可能的组合及其对应的预期动作（规则）。可以尝试压缩规则（如条件有优先级时）。
   • 配对组合测试 / 成对测试 / 正交测试：
     • 核心思想： 并非测试所有可能的组合（数量太大），而是测试所有条件对（Pair） 的组合覆盖。
     • 依据： 大部分缺陷（70-85%）是“单模式缺陷”（单个条件/模块出错）或“双模式缺陷”（两个条件/模块组合出错）。
     • 方法： 使用正交表（预先设计好的表格）或工具（如 PICT）来生成覆盖所有两两组合的最小测试用例集。
     • 步骤： ① 列出条件和取值。 ② 确定每个条件的取值数量。 ③ 选择合适的正交表（或使用工具）。 ④ 将条件映射到正交表。
     • 优点： 显著减少测试用例数量。
     • 注意点： 对于特别重要或易出错的组合，仍需额外增加测试用例。
   • 状态迁移测试：
     • 适用场景： 测试基于当前状态和事件会导致行为变化的系统（如工作流、协议、状态机）。
     • 工具： 状态迁移图（状态、迁移/事件、动作）、状态迁移表（状态 vs 事件 -> 下一状态/动作）。
     • 基本覆盖： 测试所有迁移路径（这会自然覆盖所有状态）。
     • 关键点： 测试无效事件（N/A - Not Applicable）的处理（防御性测试）。状态迁移表有助于发现规格说明的遗漏。
     • 高级覆盖： N-切换覆盖
       • 关系矩阵： 表示状态间迁移（行：前状态，列：后状态，元素：事件）。
       • 1-切换覆盖： 测试所有长度为1的迁移序列（即所有直接迁移）。关系矩阵本身。
       • 2-切换覆盖： 测试所有长度为2的迁移序列（A->B->C）。计算关系矩阵的平方。
       • N-切换覆盖： 测试所有长度为N的迁移序列。计算关系矩阵的(N+1)次方。用于测试涉及多个中间状态的复杂路径。

8. 覆盖率（Code Coverage）：

   • 测试类型关联：
     • 黑盒测试： 仅根据规格说明设计测试用例，不查看内部代码。
     • 白盒测试： 根据内部代码逻辑设计测试用例（需要访问代码）。
       • 数据流测试： 检查变量的“定义（生成）-> 使用 -> 消亡”过程是否正确。现代IDE/静态分析工具常涵盖。
       • 控制流测试： 度量代码中的执行路径被覆盖的程度。核心是覆盖率指标。
   • 覆盖率级别（按严格程度递增）：
     • 语句覆盖 / 行覆盖 (C0)： 执行过的代码行数占总可执行行的百分比。最基础。
     • 判定覆盖 / 分支覆盖 (C1)： 每个判定（如 if, while 的条件表达式整体）的真/假分支都被执行过的百分比。100% C1 意味着 100% C0。注意： 将组合条件（如 A && B）视为一个整体判定。
     • 条件覆盖 (C2)： 每个判定中的每个原子条件（如 A, B）的真/假值都被独立测试过的百分比。不一定保证 100% C1 或 C0。
     • 多条件覆盖 (MCC)： 测试每个判定中所有原子条件的所有可能真假组合。用例数 = 2^(条件数)，通常过多。
     • 修正条件/判定覆盖 (MC/DC)： 在保证 100% C1 和 C0 的前提下，用少于 MCC 的用例数达到条件组合覆盖。要求每个条件都能独立影响判定结果。常用于安全关键系统标准。
   • 覆盖率测量： 使用专门的覆盖率工具（如 JaCoCo for Java, Coverage.py for Python）。
   • 重要注意事项（警告！）：
     • 高覆盖率 ≠ 高质量/无缺陷： 无法检测逻辑错误（如错误的边界值计算）、遗漏代码（未实现的功能）、特定数据错误（如除零）。
     • 收益递减： 覆盖率越高，达到更高百分比所需的成本和精力通常越大，而发现的缺陷可能越少。追求100%通常不经济。
     • 避免目标偏移： 覆盖率是评估测试充分性的手段，本身不是目的。不要为了数字而测试。

9. 实际测试设计要点与建议：

   • 设计流程： 首先基于测试技术设计测试用例 -> 然后使用覆盖率评估测试是否足够充分。
   • 覆盖率目标：
     • 85% 左右的语句覆盖率常被视为一个现实的“努力目标”。
     • Google 将 85% 语句覆盖率作为参考基准。
     • 语言差异：动态类型语言（Python, JS）通常需要比静态类型语言（Java, C#）更高的覆盖率来弥补编译期检查的缺失。
   • 务实策略： 对于非关键任务软件，在达到合理覆盖率后，结合用户反馈来发现剩余缺陷也是一种可行策略。
   • 终极目标： 始终牢记测试的最终目的是通过发现缺陷来提升软件质量，而软件质量本身又是服务于业务成功的手段。不要迷失在技术细节中。

10. 参考资料（文中提及）：

    • Udemy 课程链接： https://www.udemy.com/course/software-test-design/
    • Django 单元测试指南： https://nwpct1.hatenablog.com/entry/how-to-write-unittest-on-django
    • PICT 工具介绍： https://qiita.com/bremen/items/6eceddc534d87fc797cc#:~:text=%E3%80%8CPICT%EF%BC%88Pairwise%20Independent%20Combinatorial%20Testing,%E3%82%BD%E3%83%95%E3%83%88%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%82%A2%EF%BC%88MIT%20License%EF%BC%89%E3%81%A7%E3%81%99%E3%80%82 (日文，介绍这个微软出品的配对组合测试工具)