In diesem Artikel beschreibe ich, wie der zustandsbasierte Test als Methodik für die Herleitung von Testfällen für ein Statuskonzept, einen Workflow oder einen Zustandsautomaten verwendet werden kann. Es wird eine Zustandsanalyse durchgeführt und dargestellt, wie der Standardüberdeckungsgrad ermittelt werden kann. Danach leite ich logische und konkrete Testfälle her.

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1 Der zustandsbasierte Test

1.1 Was ist der zustandsbasierte Test?

Beim zustandsbasierten Test werden die Testfälle unter Zugrundelegung der Zustände und Zustandsübergänge des Testobjekts hergeleitet. Der Zustand wird auch oft als Status bezeichnet. Im weiteren Verlauf werde ich der Einfachheit halber nur vom Zustand sprechen.

1.2 Dazu wird zuerst eine Zustandsanalyse durchgeführt.

Das Ergebnis von dieser (siehe „Einfaches Beispiel zum zustandsbasierten Test„) ist eine Abbildung, aus der folgende Fragen beantwortet werden können:

• Welche Zustände/Status kann das Testobjekt annehmen?
• Welche Zustandsübergänge sind möglich?
• Welche auslösenden Ereignisse bewirken unter welchen Bedingungen die Zustandsübergänge? (z.B. entsprechende Schaltfläche in der Benutzeroberfläche wird gedrückt)
• Welche Wirkungen resultieren aus den Zustandsübergängen? (z.B. Maske öffnet sich, Betrag wird angezeigt, Bescheid wird gedruckt etc.)

1.3 Wie wird ermittelt, wie viel Prozent ich geprüft habe?

Die Vollständigkeit der Prüfung wird als Überdeckungsgrad bezeichnet. Dabei werden alle möglichen Zustände und Zustandsübergänge berücksichtigt. Eine gute Faustzahl ergibt sich aus folgender Rechnung:

Angestrebtes Ziel sollte die Überprüfung aller Zustandsübergänge sein.

1.4 Standardüberdeckungsgrad

Der Standardüberdeckungsgrad (Minimalforderung) ist die Abdeckung aller Zustände durch Testfälle.

1.5 Welche Fehler deckt der zustandsbasierte Test auf?

• Fehlender oder inkorrekter Zustandsübergang (ein eintretendes Ereignis wie z.B. eine Aktion des Benutzers führt zu einem falschen Zustand)
• Fehlendes oder inkorrektes Ereignis (z.B. trotz Aktion des Benutzers ändert sich der Zustand nicht).
• Fehlende oder inkorrekte Wirkung (z.B. trotz Zustandswechsel wird keine Maske aktiv bzw. beim Zustandswechsel wird ein leerer Bescheid gedruckt, obwohl dieser viel später im Prozess kommt).
• Fehlende, unerwartete oder korrupte Zustände (das Verhalten des Systems wird unkontrollierbar).
• Schleichpfade (z.B. wechselt der Status, egal welche Schaltfläche man betätigt, obwohl dies eigentlich nur bei einer ganz bestimmten zulässig ist)
• Falltüren (die Software akzeptiert als Ereignis, wenn ich 2mal den Buchstaben A auf der Tastatur betätige und wechselt den Status des Vorgangs)

1.6 Einfaches Beispiel zum zustandsbasierten Test

Hier ist das Zustandsübergangsdiagramm, dass aus einer Zustandsanalyse eines Parkscheinautomatensystems resultiert:

1.6.1 Entworfene logische Testfälle

1. Variante: beim ersten Einwurf bezahlt

Aktion	Zustand
Automat ist bereit à Karte eingeschoben	wartet auf Geld
Geld wird eingeworfen + Betrag reicht aus	bereit

2. Variante: Bezahlung nach mehrmaligen Einwurf

Aktion	Zustand
Automat ist bereit à Karte eingeschoben	wartet auf Geld
Geld wird eingeworfen + Betrag reicht nicht aus	wartet auf Geld
Geld wird eingeworfen + Betrag reicht aus	bereit

1.6.2 Abgeleitete konkrete Testfälle

Nummer	Name	Vorbedingung	Schrittname	Aktion des Benutzers	erwartetes Ergebnis
1	beim ersten Einwurf bezahlt	Automat ist im Zustand „bereit“keine Karte eingeschoben	Schritt1	Der Benutzer schiebt die Parkkarte in den Automat.	Der Automat zeigt den zu zahlenden Betrag an und ist im Zustand „wartet auf Geld“
			Schritt2	Der Benutzer wirft 2 € ein	Der Automat wirft die Karte aus ,öffnet die Schranke und geht in den Zustand „bereit“.
2	Bezahlung nach mehrmaligen Einwurf	Automat ist im Zustand „bereit“keine Karte eingeschoben	Schritt1	Der Benutzer schiebt die Parkkarte in den Automat.	Der Automat zeigt den zu zahlenden Betrag an und ist im Zustand „wartet auf Geld“
			Schritt2	Der Benutzer wirft 1 € ein	Der Automat zeigt den Restbetrag an und befindet sich im Zustand „wartet auf Geld“.
			Schritt3	Der Benutzer wirft 1 € ein	Der Automat wirft die Karte aus ,öffnet die Schranke und geht in den Zustand „bereit“.

1.7 0-switch coverage

Nützliche Informationen zu 0-switch coverage findet man hier. Von 0-switch coverage wird dann gesprochen, wenn eine Menge von Testfällen alle Sequenzen von Zustandsübergängen testen, bei denen es von einem Startzustand direkt in einen Zielzustand geht. Die für 0-switch coverage benötigte Anzahl der Testfälle wird ermittelt, wenn man in jedem Status des Zustandsübergangsdiagramms überlegt, in welchen weiteren Status es gehen könnte. Es handelt sich also um ein Maß der Testabdeckung.

Startzustand –> Zielzustand

Beispiele aus der Menge der für 0-switch coverage benötigten Testfälle zu obigen Zustandsübergangsdiagramms:

Startzustand	Zielzustand
bereit	warten auf Geld
warten auf Geld	warten auf Geld
warten auf Geld	bereit

Weitere Beispiele zu 0-switch coverage für die ISTQB Zertifizierung gibt es auf der Lernplattform.

1.8 1-switch coverage

Von 1-switch coverage wird dann gesprochen, wenn eine Menge von Testfällen alle Sequenzen von Zustandsübergängen testen, bei denen es von einem Startzustand über einen Zwischenzustand in einen Zielzustand geht. Die für 1-switch coverage benötigte Anzahl der Testfälle wird ermittelt, wenn man in jedem Status des Zustandsübergangsdiagramms überlegt, wohin der Zustand mit 2 Schritten wechseln kann. Es handelt sich also um ein Maß der Testabdeckung.

Startzustand –> Zwischenzustand –> Zielzustand

Beispiele aus der Menge der für 1-switch coverage benötigten Testfälle zu obigen Zustandsübergangsdiagramms:

Startzustand	Zwischenzustand	Zielzustand
bereit	warten auf Geld	warten auf Geld
bereit	warten auf Geld	bereit
warten auf Geld	warten auf Geld	warten auf Geld
warten auf Geld	warten auf Geld	bereit
warten auf Geld	bereit	warten auf Geld

Eine Beispielaufgabe für 1-switch coverage für certified tester habe ich auch wieder verlinkt.

Bei Fragen und Anregungen könnt ihr mir einfach einen Kommentar hinterlassen! Vielen Dank für das Lesen!