本节书摘来自异步社区《软件测试技术实战：设计、工具及管理》一书中的第2章，第2.3节运用状态转换图设计测试用例，作者顾翔，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
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。
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。
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 by Finite-State Machines”, IEEE Transactions on Software engineering, vol.4, no 3, may 1978, p 178-187
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：
（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；
（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；
（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。
2.3.2 从状态转换图到状态转换表
状态转换图也可以转换为状态转换表，方法是：表头和第一列依次对应各个节点，如果这个节点与所对应的节点有链接，在表中值为边值，否则值为X。视频播放软件状态转换表见表2-14。
对于表2-14，可以设计进行破环性测试用例，主要针对表中的X地方，如：快进到停机为X，这样可以设计一个测试用例，当播放软件处于快进阶段，强制按停止键，看系统会发生什么反应，说不定这里就有一个Bug（对于用户友好性测试的建议，当系统处于播放时，【运行】按键是虚的；当系统处于快进时，【停止】按键是虚的；当系统处于停止时，【快进】按键是虚的。）
2.3.3 业务流程状态转化法
笔者在软件测试实践中，发现状态转换法也可以运用在流程控制系统测试用例设计中，以设计出对每一个环节进行有效遍历的测试用例。
案例2-11：电子商务购物。
由于图2-8很复杂，所以只需对关键部分进行0-switch展开就够了，如图2-9所示。
这样设计出以下5个测试用例：
（1）登录->首页->查看商品->查看商品详情->下单->付款；
（2）登录->首页->修改用户信息->返回首页->查看商品->查看商品详情->查看其他商品详情->下单->付款；
（3）登录->首页->查看商品详情->下单->付款；
（4）登录->首页->查看商品详情->查看购物车->下单->付款；
（5）登录->首页->重置密码->返回首页->查看商品详情->查看商品->查看购物车->下单->付款。
注:
这里默认查看商品详情就是把这个商品放入了购物车。
对于业务流程，设计到0-switch就可以了。
