做好单元测试需要保证的三个独立

　　单元测试是针对代码单元的独立测试。“独立”是指将代码从原始项目及其依赖的环境中隔离出来，针对各个单元单独进行测试，包括三方面含义：形式独立、实质独立和意识独立。单元测试之所以困难，就在于技术上无法解决形式独立和实质独立，主观上没有达到意识独立。

　　形式独立

 

　　将测试任务从原始项目及其依赖环境中隔离出来，并能在易于测试的环境下运行。企业项目通常高耦合、可测性差、依赖于特定的软件环境或硬件环境，单元测试要首先将测试任务从依赖的代码和环境中分离出来，并解决编译、平台差异等问题，使测试任务在易于测试的环境下能够独立测试。

　　实质独立

 

　　被测试代码通常会调用各种底层函数，其功能逻辑难免受底层函数的影响，如何独立完整地进行测试?实际上，调用底层函数获得的数据，与通过参数传递的数据具有同等意义，例如，调用底层函数得到一个返回值，要测试的是被测程序对这个值的各种可能有没有做合适的判断处理，并不关心底层函数如何计算这个值，正如只关心是否对参数的各种可能做了合适处理，而不关心参数是如何传递和由谁传递一样。因此，调用底层函数获得的数据可视为被测函数的一种输入，称为内部输入。

 

　　如果可以模拟底层函数的各种输出，并将这些输出视为被测函数的内部输入，那么，无论底层函数属于哪种情形，都可以完整测试被测代码的功能逻辑，这就是实质独立。

 

　　内部输入分为易于自然取得(调用真实的底层函数获得)、不可控(调用真实底层函数但其行为难于控制)、失真(打桩的必然后果)、难于自然取得等四种情形。易以自然取得的内部输入并不影响被测函数的独立性，而后三种则是单元测试的关键难点。静态局部变量也是麻烦的内部输入。关于内部输入的详细说明，请看这篇文章。

　　意识独立

 

　　意识独立是主观要素，是指在制定测试目标和执行测试时，要适应“单元测试是针对代码单元的独立测试”这一基本现实，把测试任务看作一个一个的独立单元，正确设定测试目标、正确选择测试方法及工具。

 

　　单元测试有独特的优势，例如易于完整地测试代码单元的功能逻辑，这些优势来自“独立”，但凡事有其长必有其短，既然是“独立”，就难于测试与其他代码和依赖环境的相互关系。单元测试与系统测试是互补关系，不是代替关系，“独立”状态下易于发现的错误，才是单元测试的目标;集成后才易于发现的问题，应该留待系统测试。

　　代码单元本身的功能逻辑错误都是单元测试的目标，而性能问题(时间性能如执行速度，空间性能如存储空间大小、内存泄漏)难于在最小单元内测试，不是单元测试目标。

 

　　单元测试也不考虑平行和向上依赖关系，并把向下依赖抽象为内部输入，例如，测试一个函数时，不考虑这个函数在项目中是被普通调用、系统回调、消息或信号调用、还是中断调用;不考虑多线程、重载;嵌入式环境中的端口、寄存器等在代码中都是内存，视为全局变量;并把底层函数(包括操作系统API)的输出视为内部输入。总之，只用各种输入是否产生了正确输出的方式，完整测试函数的功能逻辑，也正因为这个原因，单元测试可以脱离原来的平台环境，在易于实施的平台上进行，例如，在PC上测试嵌入式项目，在Windows上测试Linux项目，都是可行的。

　　编码规范检查与单元测试无关，无论是否实施单元测试，编码规范检查都是必不可少的工作。静态分析属于全局扫描，严格来说也不是单元测试，提高编译器的警告级别，就是最简单高效的静态分析。

　　单元测试是意义重大且困难的工作，目标应该具体而明确，将不属于单元测试或单元测试不擅长的目标牵扯进来，其结果往往是“拣了芝麻，丢了西瓜”。