测试方法之正交试验法

一、正交实验法

正交试验设计()是研究多诱因多水平的又一种设计方式，它是按照正交性从全面试验中选购出部份有代表性的点进行试验，这种有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特征，正交试验设计是多项式析因设计的主要技巧。是一种高效率、快速、经济的实验设计技巧。正交实验设计方式:根据理论,从大量的（实验）数据（测试例）中选购适量的、有代表性的点（例），因而合理地安排实验（测试）的一种科学实验设计方式。类似的方式有:降维剖析方式、因子方式方式等。

二、正交表

将正交试验选择的水平组合，列成一种特制的表格，通常用Ln(m的k次方)表示，L代表是正交表，n代表试验次数或正交表的行数，k代表最多可安排影响指标诱因的个数或正交表的列数，m表示每位诱因水平数，且有n=k质数*(m水平数-1)+1。

最简单的正交表是L4(2³)，含义如下：“L”代表正交表；L下角的数字“4”表示有4横行，简称行，即要做四次试验；括弧内的指数“3”表示有3纵列，简称列，即最多容许安排的诱因是3个；括弧内的数“2”表示表的主要部份只有2种数字，即诱因有两种水平1与2。正交表的特征是其安排的试验方式具有均衡搭配特点。

三、正交表特征

正交表必须满足这两个特征，有一条不满足，就不是正交表。

齐整可比：每一列中，不同的数字出现的次数相等，即对任何一个诱因，不同水平的实验次数是一样的。（整齐可比性）均匀分散：任意两列中，同一行的两个数字构成有序数对，每种数对出现的次数相同，即任何两个诱因之间都是交叉分组的全面实验。（均衡搭配性）将正交表的任意两行（或两列）交换，仍是正交表。将某一列中的数字号码互相对换，仍是正交表。

四、如何选择正交表1、考虑诱因（变量）的个数2、考虑诱因水平（变量的取值）的个数3、考虑正交表的行数4、取行数最少的一个五、确定因质数和水平数1、因质数：确定测试中有多少个互相独立的考察变量。2、水平数：确定任何一个诱因在实验中才能取得的最多个值。

五、案例

1、案例1：

选择正交表时剖析：

1、表中的因质数>=3；

2、表中起码有3个因质数的水平数>=2；

3、行数取最少的一个。

从正交表公式中得出n=质数3*(水平数2-1)+1=4，结果为：L4(2的3次方)

从测试用例可以看出：假如按每位诱因两个水平数来考虑，须要8个测试用例，而通过正交实验法进行的测试用例只有5个，大大降低了测试用例数。用最小的测试用例集合去获取最大的测试覆盖率。

2、案例2：

某所学院通讯系共2个班级，刚考完某一门课程，想通过“性别”、“班级”和“成绩”这三个查询条件对通讯系这门课程的成绩分布，男女比列或班级比列进行人员查询：

按照“性别”=“男实验设计与分析，女”进行查询

按照“班级”=“1班，2班”查询

按照“成绩”=“及格，不及格”查询

根据传统设计——全部测试

剖析上述测试需求，有3个被测元素，被测元素我们称为诱因，每位诱因有两个取值，我们称之为水平值，所以全部测试用例个数是2*2*2=8，参见下表

借助正交表设计测试用例，我们得到的测试用例个数是n=3*(2-1)+1=4，对于三诱因两水平的正好有L4(23)的正交表可以套用，于是用正交表试验法得出4个测试用例如下：

按照实际须要可以在用正交试验法设计用例的基础上补充一些测试用例。4个测试用例与8个测试用例相比测试用例个数是降低了。因质数和水平数越大越能彰显用正交表的用处。诸如：对于一个四诱因且每位诱因均为三水平的试验实验设计与分析，倘若根据全面试验须要进行3*3*3*3=81次。而且假如用正交试验法选择L9(34)正交表，n=4*(3-1)+1=9次试验就可以覆盖。从这点可以说明用正交试验法能有效地、合理地降低测试用例和工时，节省测试成本。