4. 测试用例设计原则：等价类划分、边界值分析、因果图法、正交实验法在 HAL 测试中的应用

在 Camera HAL 测试中，面对多厂商、多平台、多分辨率的组合爆炸问题，仅靠穷举测试是不现实的。本章将系统讲解四种核心测试用例设计方法，并结合 HAL 接口特性（如 configure_streams、process_capture_request、flush）给出具体应用案例。

4.1 等价类划分：从输入空间到有效/无效分区

等价类划分的核心思想是将输入数据划分为若干互不相交的等价类，每个等价类中的任意一个代表值对测试结果的影响是等价的。在 HAL 测试中，最常见的应用是对 Stream 配置参数进行分区。

4.1.1 HAL 参数等价类示例：Stream 分辨率

// 等价类划分测试用例示例（伪代码）
TEST(HAL_ConfigureStreams, ValidResolution_640x480) {
    Stream stream = {.width = 640, .height = 480, .format = YUV420};
    EXPECT_EQ(OK, hal->configure_streams({stream}));
}

TEST(HAL_ConfigureStreams, InvalidResolution_Zero) {
    Stream stream = {.width = 0, .height = 480, .format = YUV420};
    EXPECT_EQ(BAD_VALUE, hal->configure_streams({stream}));
}

4.2 边界值分析：聚焦临界点与溢出点

边界值分析是等价类划分的补充，专门针对等价类边界上的值进行测试。HAL 接口中大量参数存在严格的上下界，例如 sensor 帧率范围、AE 补偿步长、3A 收敛时间等。

4.2.1 边界值选取规则（7 点法）

• 最小值：如 fps_range.min = 1
• 略大于最小值：如 fps_range.min + 1 = 2
• 正常值：如 fps_range = [15, 30] 中的 15
• 略小于最大值：如 fps_range.max - 1 = 29
• 最大值：如 fps_range.max = 30
• 超出最小值：如 fps_range.min - 1 = 0（无效）
• 超出最大值：如 fps_range.max + 1 = 31（无效）

4.3 因果图法：多条件组合与 HAL 状态机

因果图法适用于 输入条件之间存在逻辑依赖 的场景。Camera HAL 中典型的因果逻辑包括：AE 锁定 与 AE 模式 的互斥关系、Stream 配置 与 Session 参数 的依赖关系。

4.3.1 HAL 因果图示例：AE 锁定与 AE 模式

// 因果图对应的测试用例
TEST(HAL_3A, AELock_With_AEModeOFF_ReturnsError) {
    CameraMetadata settings;
    settings.set(CONTROL_AE_LOCK, true);
    settings.set(CONTROL_AE_MODE, CONTROL_AE_MODE_OFF);
    auto result = hal->process_capture_request(settings);
    EXPECT_EQ(BAD_VALUE, result);
}

4.4 正交实验法：多 Camera 兼容性测试的降维利器

当测试涉及多个因子（如 Camera ID、Stream 数量、Format 类型、FPS 范围）时，全组合测试的用例数会呈指数级增长。正交实验法通过正交表选取具有代表性的组合，用最少的用例覆盖最大的组合空间。

4.4.1 正交表设计示例：L9(3^4)

假设有 4 个因子，每个因子有 3 个水平：

使用 L9(3^4) 正交表，只需 9 个测试用例即可覆盖所有两两组合：

4.5 四种方法在 HAL 测试中的综合应用策略