Анализ граничных значений

Формально граничные значения можно определить следующим образом:

Пусть множество тестовых векторов равно X₁,..., X_n.

Пусть определено отношение порядка ≤.

Пусть C₁, C₂ — два класса эквивалентности.

Пусть X₁ ∈ C₁ и X₂ ∈ C₂.

Если ${\displaystyle X_{1}\leq X_{2}}$ или ${\displaystyle X_{2}\leq X_{1}}$, то классы ${\displaystyle C_{1},C_{2}}$ соседствуют, а значения ${\displaystyle X_{1},X_{2}}$ являются граничными значениями.

Проще говоря, тестируются значения, находящиеся на минимальных и максимальных границах класса эквивалентности. Такими значениями могут быть как входные, так и выходные диапазоны программного компонента, а также внутренние реализации. Границы часто становятся источниками ошибок, вызывая сбои, поэтому именно их важно проверять в тест-кейсах.

Ожидаемые входные и выходные значения программного компонента определяются на основе его спецификации. Затем значения группируются в множества с чётко определёнными границами. Каждое множество (или раздел) содержит значения, которые должны обрабатываться компонентом одинаково. Принципы разделения диапазонов тестовых данных поясняются в методике разделения на классы эквивалентности. Важно учитывать как валидные, так и невалидные разделы при проектировании тест-кейсов.

Продемонстрировать применение анализа граничных значений можно на примере функции на языке Java:

class Safe {
    static int add(int a, int b)
    {
        int c = a + b ;

        if (a >= 0 && b >= 0 && c < 0)
        {
            System.err.println("Overflow!");
        }
        if (a < 0 && b < 0 && c >= 0)
        {
            System.err.println("Underflow!");
        }

        return c;
    }
}

Исходя из этого кода, входные векторы (a,b) делятся на разделы. Необходимо охватить обработку условий переполнения (overflow), недополнения (underflow), а также отсутствие этих ситуаций, то есть получается три класса эквивалентности на основе анализа кода.

Пример: если значения месяцев года представлены целыми числами, то параметр 'месяц' может иметь следующие разделы:

       ... -2 -1  0 1 .............. 12 13  14  15 .....
     --------------|-------------------|-------------------
невалидный раздел 1   валидный раздел   невалидный раздел 2

Граница между разделами — это место, где меняется поведение приложения; само по себе граница не обязательно является реальным числом. Граничное значение — это минимальное (или максимальное) значение, находящееся на границе. Например, 0 — максимальное значение первого раздела, 1 — минимальное значение второго раздела; оба эти значения будут граничными. Тест-кейсы должны генерировать входные или выходные данные, попадающие на границу и по обе стороны от неё; таким образом, на каждую границу приходится по два случая. Величина смещения задаётся минимально возможным шагом для соответствующего типа данных, например для целого это 1, а для десятичного с двумя знаками после запятой — 0,01. В приведённом примере граничные значения: 0, 1 и 12, 13 — все они должны быть протестированы.

Анализ граничных значений не требует наличия невалидных разделов. Например, если обогреватель включается при температуре 10 градусов и ниже, существуют два раздела (температура ≤ 10, температура > 10) и два граничных значения (температура = 10 и температура = 11).

Если граничное значение попадает в невалидный раздел, тест-кейс должен убедиться, что компонент корректно обрабатывает такое значение. Анализ граничных значений может использоваться на всех этапах тестирования и одинаково применим на всех фазах.