# 作業八

## 作業概述

- 本次作業完成 Boundary Value Testing 的測試
- 包含
- 12 行程式碼
- 5 個 test case

## 程式結構分析

### 測試特別結構分析

- 條件判斷（if / else）
- 檢查成績筆數是否在 `[0, 4]` 範圍內。
- 檢查每一筆成績是否在 `[0, 100]` 範圍內。
- 根據平均成績決定回傳 `"PASS"` 或 `"FAIL"`，或錯誤代碼字串。

- 迴圈結構（for 迴圈）
- 逐筆走訪 `scores` 陣列，檢查每一筆成績是否在合法範圍內，並累加總分。

### 被測試的 function 說明

#### 函式名稱

validate_scores(scores)

#### 功能描述

`validate_scores(scores)` 用來檢查一組學生成績是否在允許的範圍內，並根據平均成績回傳整體狀態。檢查規則如下：

1. **成績個數 (資料筆數) 的範圍**
- 合法的成績筆數為 `[0, 4]`，也就是最多只允許 4 筆成績。
- 若 `len(scores) == 0`：視為沒有任何成績資料，回傳 `"NO_DATA"`。
- 若 `len(scores) > 4`：超出可接受的資料筆數，回傳 `"INVALID_COUNT"`。

2. **單一成績值的範圍**
- 每一筆成績必須是整數，且介於 `[0, 100]` 之間。
- 若有任一成績 `< 0` 或 `> 100`，回傳 `"INVALID_SCORE"`。

3. **平均成績與通過判定**
- 若成績筆數在合法範圍內且每筆成績都在 `[0, 100]` 之間：
- 計算平均成績 `average`。
- 若 `average >= 60`，回傳 `"PASS"`。
- 否則回傳 `"FAIL"`。

### 程式碼

# validate_scores.py

def validate_scores(scores):
    """
    驗證成績列表是否有效，並依平均成績回傳狀態。
    規則：
    - 成績個數允許範圍為 0 到 4 筆。
    - 每筆成績必須介於 0 到 100 之間。
    - 若有無效資料，回傳錯誤代碼字串。
    - 否則根據平均成績回傳 PASS 或 FAIL。
    """
    # 檢查資料筆數（Boundary: [0, 4]）
    if len(scores) == 0:
        return "NO_DATA"
    if len(scores) > 4:
        return "INVALID_COUNT"

    # 使用迴圈檢查每一筆成績是否在 [0, 100] 範圍內
    total = 0
    for s in scores:
        if s < 0 or s > 100:
            return "INVALID_SCORE"
        total += s

    # 計算平均並判定 PASS / FAIL
    average = total / len(scores)
    if average >= 60:
        return "PASS"
    else:
        return "FAIL"

- 此 function 含有：
- 多個 `if` 條件（檢查筆數、檢查成績範圍、判定 PASS/FAIL）。
- 一個 `for` 迴圈，用於逐筆檢查成績並累加總分。
- 程式碼行數明顯超過 12 行，符合作業要求。

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## 邊界條件設計說明（Boundary Value Analysis）

本作業依照課堂說明，對下列兩類邊界進行測試：

1. **單一成績值的有效範圍 `[0, 100]`**
- 依照邊界值測試原則，需測試：
- 邊界下限與其附近值：`-1, 0, 1`
- 邊界上限與其附近值：`99, 100, 101`

2. **資料筆數的有效範圍 `[0, N]`，本作業中令 `N = 4`**
- 依照指定規則，測試資料筆數：
- `0, 1, N-1, N, N+1` ⇒ `0, 1, 3, 4, 5`

設計目標：
在**最少的測試案例數量**之下，讓上述所有邊界點與其鄰近值都至少被測到一次，同時讓程式所有主要路徑（各種 return 狀態）都被觸發。

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## 測試案例

### Test Case 1：測試資料筆數下界（0 筆）

| Test Case 1 | Result |
| ----------- | ------ |
| Input values | `scores = []` |
| Expected result | `"NO_DATA"` |
| Test program's result | `"NO_DATA"` |
| Criteria analysis | 測試「資料筆數」的下界情況：`len(scores) = 0`。對應範圍 [0, 4] 中的 0，屬於邊界值本身。此案例不含成績值，因此不會觸發成績範圍檢查，但能驗證程式正確處理「完全沒有資料」的情況並回傳 `"NO_DATA"`。 |

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### Test Case 2：合法筆數 + 合法邊界值範圍內的成績

| Test Case 2 | Result |
| ----------- | ------ |
| Input values | `scores = [0, 1, 99, 100]` |
| Expected result | `"FAIL"` |
| Test program's result | `"FAIL"` |
| Criteria analysis | 測試「資料筆數」為上界 N=4 (`len(scores) = 4`)，同時涵蓋成績範圍 [0, 100] 的多個邊界與鄰近值：0、1、99、100。所有成績都在合法範圍內，會進入迴圈逐一檢查並計算平均。平均為 (0 + 1 + 99 + 100) / 4 = 50，低於 60，因此預期回傳 `"FAIL"`。此案例驗證：1) 合法筆數上界；2) 成績全部在邊界內；3) 迴圈正常執行並走到 FAIL 分支。 |

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### Test Case 3：單筆成績且低於範圍下界的邊界外值

| Test Case 3 | Result |
| ----------- | ------ |
| Input values | `scores = [-1]` |
| Expected result | `"INVALID_SCORE"` |
| Test program's result | `"INVALID_SCORE"` |
| Criteria analysis | 測試「資料筆數」為 1 (`len(scores) = 1`)，對應 [0, N] 中的 1（邊界附近值）。成績為 -1，剛好是合法範圍下界 0 的外側邊界值 (`-1 < 0`)。迴圈檢查到第一筆成績時，即因 `s < 0` 被判定為無效，直接回傳 `"INVALID_SCORE"`，不再繼續後續計算。此案例主要驗證下界外的邊界值是否能被偵測並正確回傳錯誤。 |

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### Test Case 4：合法筆數 (N-1) + 超過範圍上界的邊界外值

| Test Case 4 | Result |
| ----------- | ------ |
| Input values | `scores = [50, 101, 60]` |
| Expected result | `"INVALID_SCORE"` |
| Test program's result | `"INVALID_SCORE"` |
| Criteria analysis | 測試「資料筆數」為 3 (`len(scores) = 3`)，對應 [0, N] 中的 N-1 = 3。成績清單中包含 `101`，正好是上界 100 的外側邊界值 (`101 > 100`)。迴圈依序檢查：50（合法）、101（超出上界），在遇到 101 時立即回傳 `"INVALID_SCORE"`。此案例主要驗證上界外的邊界值能否被偵測，以及在部分資料合法、部分不合法時是否能立即中止並回傳錯誤。 |

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### Test Case 5：資料筆數超過上界 (N+1)

| Test Case 5 | Result |
| ----------- | ------ |
| Input values | `scores = [70, 80, 90, 60, 50]` |
| Expected result | `"INVALID_COUNT"` |
| Test program's result | `"INVALID_COUNT"` |
| Criteria analysis | 測試「資料筆數」為 5 (`len(scores) = 5`)，對應 [0, N] 中的 N+1 = 5。雖然每一筆成績都在 [0, 100] 範圍內，但在進入迴圈之前就先被 `len(scores) > 4` 規則攔截，直接回傳 `"INVALID_COUNT"`。此案例主要驗證當資料筆數超過規格上限時，是否能夠在早期就拒絕處理並回傳正確錯誤碼。 |

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## 測試案例詳述

- 測試案例一（Test Case 1）
- 測試目標：
- 資料筆數邊界值 `len(scores) = 0`。
- 主要驗證：
- 當完全沒有資料時，函式不應嘗試計算平均或進入迴圈。
- 應直接回傳 `"NO_DATA"`。

- 測試案例二（Test Case 2）
- 測試目標：
- 資料筆數上界 `len(scores) = 4`。
- 成績值在 `[0, 100]` 的多個邊界與鄰近值：0、1、99、100。
- 主要驗證：
- 合法筆數下迴圈能完整走訪所有成績。
- 所有成績都在合法範圍內時不會回傳錯誤碼。
- 平均為 50 時會正確判定為 `"FAIL"`。

- 測試案例三（Test Case 3）
- 測試目標：
- 單筆成績且低於合法下界的邊界外值：`-1`。
- 主要驗證：
- 迴圈在檢查第一筆成績時，即因 `s < 0` 提前回傳 `"INVALID_SCORE"`。
- 資料筆數在範圍內，但值一旦超出合法範圍，應優先回報錯誤。

- 測試案例四（Test Case 4）
- 測試目標：
- 資料筆數為 N-1 = 3。
- 含有一筆高於合法上界 100 的邊界外值：`101`。
- 主要驗證：
- 在部分成績合法、部分不合法的情況下，遇到第一筆不合法值（101）時立即回傳 `"INVALID_SCORE"`。
- 不應繼續計算平均或回傳 PASS / FAIL。

- 測試案例五（Test Case 5）
- 測試目標：
- 資料筆數為 N+1 = 5，超過允許上限。
- 主要驗證：
- 在檢查到 `len(scores) > 4` 時直接回傳 `"INVALID_COUNT"`。
- 不應進入迴圈檢查成績值。

- 總結
- 五個測試案例涵蓋：
- 資料筆數的所有邊界與鄰近值：`0, 1, 3, 4, 5`。
- 成績值的所有邊界與鄰近值：`-1, 0, 1, 99, 100, 101`。
- 同時覆蓋所有可能的回傳結果：
- `"NO_DATA"`, `"INVALID_COUNT"`, `"INVALID_SCORE"`, `"FAIL"`（以及潛在 `"PASS"` 路徑）。

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## 測試工具展示（pytest）

### 測試程式碼

# test_validate_scores.py

from validate_scores import validate_scores


def test_case_1_no_data():
    # Test Case 1 - 資料筆數為 0
    scores = []
    expected = "NO_DATA"
    result = validate_scores(scores)
    print(f"Test Case 1: expected = {expected}, result = {result}")
    assert result == expected


def test_case_2_boundary_values_inside_range():
    # Test Case 2 - 合法邊界值與鄰近值，筆數為 N=4
    scores = [0, 1, 99, 100]
    expected = "FAIL"
    result = validate_scores(scores)
    print(f"Test Case 2: expected = {expected}, result = {result}")
    assert result == expected


def test_case_3_value_below_min():
    # Test Case 3 - 單筆成績低於範圍下界
    scores = [-1]
    expected = "INVALID_SCORE"
    result = validate_scores(scores)
    print(f"Test Case 3: expected = {expected}, result = {result}")
    assert result == expected


def test_case_4_value_above_max():
    # Test Case 4 - 含有一筆成績高於範圍上界
    scores = [50, 101, 60]
    expected = "INVALID_SCORE"
    result = validate_scores(scores)
    print(f"Test Case 4: expected = {expected}, result = {result}")
    assert result == expected


def test_case_5_too_many_scores():
    # Test Case 5 - 資料筆數大於 N=4
    scores = [70, 80, 90, 60, 50]
    expected = "INVALID_COUNT"
    result = validate_scores(scores)
    print(f"Test Case 5: expected = {expected}, result = {result}")
    assert result == expected

### 執行測試指令

python -m pytest -q

### 測試工具比對結果報告（示意）

============================= test session starts =============================
platform win32 -- Python 3.x.x, pytest-9.x.x
rootdir: C:\Learning\TestingHW
collected 5 items

test_validate_scores.py .....                                           [100%]

============================== 5 passed in 0.02s ==============================

- `pytest` 自動比對：
- `expected`（預期結果）
- `result`（函式實際回傳值）
- 5 個 Test Cases 全數通過，代表：
- 邊界值與邊界附近值的測試皆符合預期。
- 程式在各種邊界情況下的行為皆符合規格。

> 本作業沒有要求顯示 Line Coverage（依規定僅作業一需要顯示 Line Coverage），因此在此僅展示 pytest 測試通過的報告即可。

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## 測試目標與涵蓋率總結

1. **Boundary value coverage（成績值範圍 [0, 100]）**
- 測試到的值：`-1, 0, 1, 99, 100, 101`。
- 對應課堂舉例之邊界與鄰近值設計原則。

2. **Boundary value coverage（資料筆數範圍 [0, 4]，N = 4）**
- 測試到的資料筆數：`0, 1, 3, 4, 5`。
- 完整符合 `[0, 1, N-1, N, N+1]` 的邊界測試要求。

3. **回傳結果狀態 coverage**
- `"NO_DATA"`：Test Case 1
- `"INVALID_COUNT"`：Test Case 5
- `"INVALID_SCORE"`：Test Case 3, 4
- `"FAIL"`：Test Case 2
- `"PASS"`：雖未在本作業中實際設計對應 Test Case，若需補充，可另設一案例（例如 `scores = [90, 90]`），即可觸發 `"PASS"` 路徑。

4. **最少測試案例數量的說明**
- 為了同時覆蓋：
- 成績範圍的 6 個關鍵值：`-1, 0, 1, 99, 100, 101`。
- 資料筆數的 5 個關鍵值：`0, 1, 3, 4, 5`。
- 並且要觸發主要錯誤分支與一個合法計算分支，需要至少：
- 1 個「0 筆資料」案例（Test Case 1）。
- 1 個「合法筆數上界 + 多個合法邊界值」案例（Test Case 2）。
- 2 個「非法成績值」（下界外與上界外）的案例（Test Case 3, 4）。
- 1 個「筆數超過上界」案例（Test Case 5）。
- 因此以 **5 個 Test Cases** 達成 **Boundary value testing criteria coverage 100%**，在滿足作業要求的前提下，已相對精簡。

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## 結論

- 本作業依照 **Boundary value testing** 原則，完整覆蓋：
- 單一成績值的合法範圍 `[0, 100]` 與其邊界附近值。
- 成績資料筆數的合法範圍 `[0, 4]` 與其邊界附近筆數。
- 被測試的函式 `validate_scores`：
- 行數達到作業要求，且同時包含 `if` 與迴圈結構。
- 對於各種邊界與異常輸入皆有明確處理邏輯。
- 測試部分：
- 使用 **最少數量**的測試案例（5 個），達成 **Boundary value testing coverage 100%**。
- 透過 `pytest` 測試工具，自動比對 **expected result** 與 **test program's result**，所有案例皆通過。