2.3 运用状态转换图设计测试用例
基于状态转换软件测试设计是软件测试设计的另一种方法，这种方法具有以下4个特征。
（1）软件测试对象的输出和行为方式不仅受当前输入数据的影响，同时还与软件测试对象之前的执行情况、之前的事件或以前的输入数据等有关。
（2）通过引入状态图（State Diagram）来描述软件测试对象和软件测试数据、对象状态之间的关系。
（3）状态图中的各个状态是通过不同的事件驱动的，如函数的调用。
（4）基于状态图开展的测试称之为状态转换测试。
状态图转化法最早运用于嵌入式测试用例设计。在嵌入式软件中，系统通过某种行为驱动能够从一种状态改变到另一种状态。图2-4是内存状态转换图。
图2-4 内存状态转换图
2.3.1 从状态转换图到状态转换树
许多书中都以图2-4作为案例，进行状态转换法测试用例设计的介绍。但是，笔者认为这个图比较麻烦，不利于初学者掌握。下面以视频播放软件作为案例，来给大家介绍一个比较简单易懂的状态转化图，如图2-5所示。
图2-5 视频播放软件
案例2-10：视频播放机。
这个软件的功能是：打开视频播放机，系统处于“开机”状态，单击【运行】键，系统处于“运行”状态；单击【停机】键，播放结束，系统处于停机状态；在“运行”状态单击【快进】键，进入“快进”状态，【快进】键最多可以按4次，分别为2倍数、4倍数、8倍数和16倍数前进；快进状态单击【停止】键返回“运行”状态，停机状态单击【播放】键，重新进入“运行”状态。
状态转换图转为状态转换树的方法是：
（1）状态树的节点描述状态图的状态，状态树的枝干描述状态图的事件。
（2）转换树的根节点为状态图的初始状态，转换树的终节点为叶节点。
（3）转换树的每个节点，在状态图中如有直接后续状态，则添加一个枝干和节点（不同的事件应有不同的枝干和节点），直到出现如下情况，可将此节点作为叶节点：
- 从根节点到新添加的节点的路径上已经出现过相同状态。
或者：
- 新添加节点是状态图的一个结束状态，且不需要考虑其他状态转换。
来源：“Testing Software Design Modeled byFinite-State Machines”, IEEE Transactions on Software engineering, vol.4, no 3, may 1978, p178-187
状态转换软件测试覆盖率。
（1）覆盖软件测试对象所有的状态。
（2）覆盖软件测试对象所有的事件。
（3）覆盖软件测试对象所有的状态转换至少一次。
（4）覆盖软件测试对象所有的状态、事件和状态转换。
为了能够得到比较高的状态转换软件测试覆盖率，再把状态图转换成状态树，然后再设计测试用例。下面讨论视频播放软件状态图是如何转换成状态树的。
图2-6为该软件的0-switch转换图。有了这棵树，就可以设计测试用例了。从树的根节点到所有叶子节点就是一个测试用例，这样就得到4个测试用例，分别为。
图2-6 视频播放软件状态转换图（0-switch）
（1）开机->运行->快进->运行。
（2）开机->运行->快进->快进。
（3）开机->运行->停机->运行。
（4）开机->运行->停机。
上面这棵树叫作0-switch展开，也就是最基本的展开法。为了得到更多的测试用例，可以把这棵树的非结束的叶子节点再进行一次展开，也就是1-switch展开，如图2-7所示。
这样，可以得到7个测试用例：
（1）开机->运行->快进->运行->快进；[J1]
（2）开机->运行->快进->运行->停机；
（3）开机->运行->快进->快进->运行；
（4）开机->运行->快进->快进->快进；
图2-7 视频播放软件状态转换图（1-switch）
（5）开机>运行->停机；
（6）开机>运行->停机->运行->停机；
（7）开机>运行->停机->运行->快进。
按照这种方法可以设计2-switch、3-switch……但是，在实际工作中，没有特殊情况，做到1-switch就已经足够了。
顾翔凡言：
敏捷具有适用性，即使用了敏捷，也不要做成假敏捷，掌握敏捷的真谛。
