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单元测试入门及实践
 

2010-05-19 作者:Zhiming Jiang 来源:Zhiming Jiang的blog

 

单元测试

单元测试是开发人员对其所实现功能的代码进行的另外编写的测试,用于检测其代码功能的完整性、正确性和其运行效率,从而提高代码质量,并且在写单元测试时发现功能代码间的依赖等设计问题,从而提高产品的可扩展性。

这会让开发人员费更多的时间关注于这个,在短时期来看确实是这样,但放到整个产品周期中来评估的话,其时间上来说是节约的,在后期不会陷入整个产品代码无尽的Bug状态,可以说越是在后期越能显现UT的威力,还可以更自信的交出产品。

目的

单元测试用来作用于:

  • 代码质量保证
    在开发人员修改代码后保证不会对之前、其它代码产生影响,通过简单的运行测试就可以知道当前修改会产生哪些影响(那些Failed掉的Case即是所受影响的代码)
  • 代码清晰、提高可维护性
    有点代码先过自己一关的味道,这样写出来的代码更优美,更具可维护性。
  • 使项目架构更合理
    在进行UT,可以发现代码设计中不合理的地方,提高代码的配置性,可扩展性。

Unit Test Framework

测试框架不仅提供了一整套的判断机制,还提供了运行测试用例的工具,很方便的去运行单元测试用例。

在.NET中有几个著名的测试框架,NUnit和MS Unit是其中比较火的,关于两者的对比大家可以网上找下,选择一款适合自己的,这里呢,我们使用MS Unit。

单元测试的方法

A sample case:

1 public int Add(int m, int n)
2 {
3 return m + n;
4 }

测试1:

在这种情况下,我们设定一个期待值,并传入两个参数进行运算,然后判断结果是不和期待值相同来进行单元测试。

1 [TestMethod]
2  public void Add_Normal_Test()
3 {
4 Calculator cal = new Calculator();
5 int expect = 3;
6
7 int actual = cal.Add(1, 2);
8 Assert.AreEqual(expect, actual);
9 }

好的测试代码总是从多方面去进行测试,如考虑边界,错误情况下的处理...

1 [TestMethod]
2  public void Add_Error_Test()
3 {
4 Calculator cal = new Calculator();
5 int expect = 3;
6
7 int actual = cal.Add(-3000, 2);
8 Assert.AreNotEqual(expect, actual);
9 }

再看下边界性况下的测试

1 [TestMethod]
2  public void Add_Limit_Test()
3 {
4 Calculator cal = new Calculator();
5 Int64 expect = 4394967294;
6
7 //// int.MaxValue = 2147483647
8   int actual = cal.Add(int.MaxValue, int.MaxValue);
9 Assert.AreEqual(expect, actual);
10 }

优化

在上面的例子中,我们在每一个Case中都去声明了Calculator对象的实例,并且都没有对该类的属性做出任何修改。那可以将其提出作为公用。并在测试类初始化时去生成Calculator的实例。

在MS Test中有两种办法在所有用例运行之前生成该依赖对象的实例:

1. 构造函数

1
2 [TestClass]
3  public class CalculatorTest
4 {
5 private Calculator cal;
6
7 public CalculatorTest()
8 {
9 cal = new Calculator();
10 }
11
12 ~CalculatorTest()
13 {
14 cal = null;
15 }
16
17 [TestMethod]
18 public void Add_Normal_Test()
19 {
20 int expect = 3;
21
22 int actual = cal.Add(1, 2);
23 Assert.AreEqual(expect, actual);
24 }
25 }

每一个类中构造函数总是第一个被执行,所以可以将对象实例化放在这里进行,同时在析构函数中对其进行删除。

2. ClassInitialize特性方法

[ClassInitialize()]
public static void MyClassInitialize(TestContext testContext){}

此处的用法和构造函数相似,只是这里为静态函数,要求外面所定义的变量也必须为静态。(这一点不大符合OO的习惯,更多时间我偏向用构造函数的方式)其对应的也有一个方法,在所有的用例执行完才去执行 [ClassCleanup()]

每个方法前执行的函数

如果方法中改变了对象的属性,那就不适合该场景,但确又每个Case都用到该对象怎么办,有一种能在每个方法前去执行的函数吗?Of Course:

[TestInitialize()]
public void MyTestInitialize(){}

该特性方法会在每个单元测试用例运行之行启动,用作于初始化一些对象,它对应的[TestCleanup()]特性方法则是用于在每个Case结束后进行的操作,有点像AOP的理念。

解除依赖

在刚才的代码中我们讲了怎么去基于一个函数去写UT,怎么写出更好的UT,为了让学习起来更简单,我们的示例代码也足够简洁。但事实上你直正写测试时不会碰到这样的代码。

你更多时会遇到这样的代码:

1 public class UserService
2 {
3 public string GetUserNameById(string id)
4 {
5 IUserRepository userRepository = new UserRepository();
6 User user = userRepository.GetUser(id);
7
8 return user.Name;
9 }
10 }

在方法中调用另外一个对象的方法去取得数据,那怎么去测试?

Q: 直接写一个对应的单元测试用例,传入一个id看返回值是否为我们想要。

A: 这种方法不可取,试想,如果用例失败,无法判断是哪一个函数出错,UserService.GetUserNameById() 本身还是UserRepository.GetUser()。同时,如果连接测试数据库,还要保证测试数据的有效性,所以这样的测试不好。

Q: 怎么写出好的测试用例?

A: 使用Mock,我们将对IUserRepository 接口进行另一个实现,在该实现中返回指定的值,从而使GetUserNameById方法的测试不依赖于UserRepository对象。

在进行Mock时我们发现,IUserRepository 放在方法中,无法在对象以外进行配置,可扩展性不强,于是我们将其提取为字段,并通过构造函数来进行赋值。

1 public class UserService
2 {
3 public IUserRepository userRepository;
4
5 public UserService(IUserRepository userRepository)
6 {
7 this.userRepository = userRepository;
8 }
9
10 public string GetUserNameById(string id)
11 {
12
13 User user = userRepository.GetUser(id);
14
15 return user.Name;
16 }
17 }

这个是我们的Mock对象,实现了接口,对其中的方法进行指定值的返回。

1 public class MockUserRepository : IUserRepository
2 {
3 public User GetUser(string id)
4 {
5 return new User(){Id = "3577", Name = "Lanvige"};
6 }
7 }

在测试用例中,我们可以用该Mock的对象作为Service的操作对象。这样,我们总能保证测试的最小性和准确性。

1 [TestClass]
2  public class UserSericeTest
3 {
4 public void Get_UserName_By_Id_Test()
5 {
6 IUserRepository userRepository = new MockUserRepository();
7
8 UserService userSerivce = new UserService(userRepository);
9 User user = userSerivce.GetUserNameById("3277");
10
11 Assert("3277", user.Id);
12 Assert("Lanvige", user.Name);
13 }
14 }

上面的依赖是通对接口来进行解耦的,那对抽像类呢?

答案也是可以的,我们通过父类的overwite来重写方法的返回值。达到Mock的功能。

通过上面的代码,我们即写好了一个测试,又发现了代码中的架构设计问题,那么接下来的就是不停的去Run这个测试,当你有改动代码时就去运行这些Unit test,一旦发现Failed,立即停下手头工作,找到原因,Fix it。

原则

  • 所有的测试都必须通过
    这一点很重要,不能因为懒惰而产生Failed掉的Case。
  • 可重复性
    每一个测试用例在不同时间运行都应得到相同的结果。
  • 无依赖性
    测试不应依赖于某一环境、测试数据。在不同的机器上应该都能得到相同的运行结果。
  • 最小测
    一个测试用例仅只用来测试一个功能函数,这样的好外是,当这个用例失败时,能很清楚的知道出错位置。

实践

Q1:如何放置测试数据

在我们一个项目中便出现这么一种问题,测试代码要对从TFS中取得的数据进行测试,来验证功能的正确性,在最初的版本中先行者将从TFS中取得的代码放在了C盘,在测试结束后并不进行删除,于是每个开发人员的C盘中就莫名的多了很多的文件,并在不同的机器上运行时出现很多的错误。

解决方案:

每次运行完都记得删除所有的影响。每次运行Test Case,VS都会为我们创建一个测试目录,并随着运行而进行删除,我们可以将数据放在该目录下,从而保证每次运行时的测试数据都是干净的。所有的写操作都是基于该目录进行,不会产生污染。



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