Test_单元测试之道(Java)

       单元测试是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的、很明确的功能是否正确。通常而言，一个单元测试是用于判断某个特定条件（或者场景）下某个特定函数的行为。例如，你可能把一个很大的值放入一个有序list中去，然后确认该值出现在list的尾部。或者，你可能会从字符串中删除匹配某种模式的字符，然后确认字符串确实不再包含这些字符了。 

执行单元测试，是为了证明某段代码的行为确实和开发者所期望的一致。 

       对于客户或最终使用者而言，这种测试必要吗，它与验收测试有关吗？这个问题仍然很难回答。事实上，我们在此并不关心整个产品的确认、验证和正确性等等；甚至此时，我们都不去关心性能方面的问题。我们所要做的一切就是要证明代码的行为和我们的期望一致。因此，我们所要测试的是规模很小的、非常独立的功能片断。通过对所有单独部分的行为建立起信心，确信它们都和我们的期望一致；然后，我们才能开始组装和测试整个系统。

 

为什么要使用单元测试

       单元测试不但会使你的工作完成得更轻松，而且会令你的设计变得更好，甚至大大减少你花在调试上面的时间。

 

它的行为和我的期望一致吗？

       最根本的，你想要回答下面这个问题：“这段代码达到我的目的了吗？”也许就需求而言，代码所做的是错误的事情，但那是另外一个问题了。你要的是代码向你证明它所做的就是你所期望的。

它的行为一直和我的期望一致吗？

       许多开发者说他们只编写一个测试。也就是让所有代码从头到尾跑一次，只测试代码的一条正确执行路径，只要这样走一遍下来没有问题，测试也就算是完成了。 但是，现实生活当然不会这么事事顺心，事情也不总是那么美好：代码会抛出异常，硬盘会没有剩余空间，网络会掉线，缓冲区会溢出等——而我们写的代码也会出现bug。这就是软件开发的“工程”部分。就“工程”而言，土木工程师在设计一座桥梁的时候，必须考虑桥梁的负载、强风的影响、地震、洪水等等。电子工程师要考虑频率漂移、电压尖峰、噪音，甚至这些同时出现时所带来的问题。

       你不能这样来测试一座桥梁：在风和日丽的某一天，仅让一辆车顺利地开过这座桥。显然，这种测试对于桥梁测试来说是远远不够的。类似地，在测试某段代码的行为是否和你的期望一致时，你需要确认：在任何情况下，这段代码是否都和你的期望一致；譬如在风很大、参数很可疑、硬盘没有剩余空间、网络掉线的时候。

我可以依赖单元测试吗？

       不能依赖的代码是没有多大用处的。但更糟糕的是，那些你自认为可以信赖的代码（但是结果证明这些代码是有bug的）有时候也会让你花很多时间在跟踪和调试上面。显然，几乎没有项目可以允许你在这上面浪费太多的时间，因此无论如何，你都要避免这种“前进一步，后退两步”的开发方法。也就是说，要让开发过程保持稳定的步伐前进。

没人能够写出完美无缺的代码；但是这并没有关系——只要你知道问题的所在就足够了。

       显然，我们希望能够依赖于所编写的代码，并且清楚地知道这些代码的功能和约束。  例如，假设你写了一个反转数值序列的方法。在测试的过程中，你也许会传一个空序列给这个程序——但导致了程序崩溃。实际上，程序并没有要求该程序必须能够接收一个空序列，因此你可以只在方法的注释中说明这个约束：如果传递一个空序列给这个方法，那么这个方法将会抛出一个异常。现在你马上就知道了该代码的约束，从而也就不需要用其他很麻烦的方法来解决这个问题（因为在某些地点要解决这个问题并不方便，比如在高空大气层中）。

单元测试说明我的意图了吗？

       对于单元测试而言，一个最让人高兴的意外收获就是它能够帮助你充分理解代码的用法。从效果上而言，单元测试就像是能执行的文档，说明了在你用各种条件调用代码时，你所能期望这段代码完成的功能。

       项目成员能够通过查看单元测试来找到如何使用你所写代码的例子。如果他偶然发现了一个你没有考虑到的测试用例，那么他也可以很快地知道这个事实：你的代码可能并不支持这个用例。  显然，在正确性方面，可执行的文档有它的优势。与普通的文档不同的是，单元测试不会出现与代码不一致的情况（当然，除非你选择不运行这些测试）。

如何进行单元测试

       单元测试本来就是一项简单易学的技术；但是如果能够遵循一些指导性原则(guideline)和基本步骤，那么学习将会变得更加容易和有效。

       首先要考虑的是在编写这些测试方法之前，如何测试那些可疑的方法。有了这样一个大概的想法之后，你将可以在编写实现代码的时候，或者之前，编写测试代码本身。

       下一步，你需要运行测试本身，或者同时运行系统模块的所有其他测试，甚至运行整个系统的测试，前提是这些测试运行起来相对比较快。在此，我们要确保所有的测试都能够通过，而不只是新写的测试能够通过；这一点是非常重要的。也就是说，在保证不引入直接bug的同时，你也要保证不会给其他的测试带来破坏。

       在这个测试过程中，我们需要确认每个测试究竟是通过了还是失败了——但这并不意味着你或者其他倒霉的人需要查看每个输出，然后才决定这些代码是正确的，还是错误的。在此，你慢慢地就会养成一个习惯：只要用眼睛瞄一下测试结果，就可以马上知道所有代码是否都是正确的，或者哪些代码是有问题的。关于这个问题，我们将留在讨论如何使用单元测试框架时来具体讨论。

 

不写测试的借口

       在听过了我们合情合理、热情洋溢的阐述之后，某些开发者会点头并且同意单元测试的必要性，但是也许仍然会告诉我们由于某些原因，不能编写单元测试。下面就是我们所听到的一些借口。

编写单元测试太花时间了

       对于开始做单元测试的初学者而言，这是出现次数最多的借口。当然，事实并不是这样的。首先，我们需要关注一下：在编写代码的时候，你在哪些地方花费了更多的时间。

       大多数人都把测试看成某种只有在项目结束时才做的工作。但是，如果你到了那个时候才做单元测试的话，那么肯定会花费更多的时间。事实上，要想只在项目快要结束的时候才做单元测试，那简直是扯淡。

       至少，我们可以这样来看待单元测试：假设你想用一台割草机来清除两英亩的草地。如果你在草很稀疏的时候就开始行动，那么工作将会很简单。但是如果你等到这块草地长上粗壮大树、缠绕灌木的时候才准备行动，那么工作将会变得非常困难

       从图1.1中你可以看到，“立即测试”和“延后测试”之间并没有权衡可言；而是直线效率和指数效率之间的对比，而且对于后者而言，复杂度会不断增加，并且在项目后期，很多工作需要从头再来。所有这些额外的工作都会影响你的工作效率，如图1.1所示。

       显然，单元测试也并非免费的午餐。在立即测试模型中，单元测试是有开销的（在时间和金钱上面）。但是如果你查看右边曲线的方向，你会发现它花费了更多的开销——效率曲线急剧下降；而且生产率甚至会变成负值；这些生产率损耗可以很容易导致一个项目失败。

       因此，如果你仍然认为在编写产品代码的时候，还是没有时间编写测试代码，那么请先考虑下面这些问题：

       1. 对于所编写的代码，你在调试上面花了多少时间？ 

       2. 对于以前你自认为正确的代码，而实际上这些代码却存在重大的bug，你花了多少时间在重新确认这些代码上面？

       3. 对于一个别人报告的bug，你花了多少时间才找出导致这个bug的源码位置？

       对于那些没有使用单元测试的程序员而言，上面这些问题所耗费的时间的递增速度是很快的，而且随着项目的深入，递增速度会变得更快；而另一方面，适当的单元测试却可以很大程度地减少这些时间，从而能够为你腾出足够的时间来编写所有的单元测试——甚至可能还有剩余的空闲时间。

 

运行测试的时间太长了

       合适的测试是不会让这种情况发生的。实际上，大多数测试的执行都是非常快的，因此你在几秒之内就可以运行成千上万个测试。但是有时某些测试会花费很长的时间，因此我们不能每次都运行这些测试，有时你就要暂时停止运行这些测试。

       在这种情况下，需要把这些耗时的测试和其他测试分开。通常可以每天运行这种测试一次，或者几天一次；而对于运行很快的测试，则可以经常运行。

测试代码并不是我的工作

       这是一个很有趣的借口。请问，到底什么是你的工作呢？假设你的工作只是为了编写产品代码。如果对于那些没有把握的代码，你就随便地扔给测试组，那么你实际上并没有完成你的工作。实际上，期望别人来清理我们的代码是很不好的做法；甚至在某种情况下，如果别人指出了一大摞有错误的代码，那么也意味着你的职位也就到此为止了。

       另一方面，如果测试员或者QA（Quality Assurance）组发现很难在你的代码中挑出错误，那么你的名声将会一路高升——同时提升的还有你的职位。

我并不清楚代码的行为，所以也就无从测试  如果你实在不清楚代码的行为，那么估计现在并不是编码的时候。或许你应该先建立一个原型，这样才有助于你认清需求。如果你并不知道代码的行为，那么你又如何知道你编写的代码是正确的呢？