全面介紹單元測試

2023-06-19 12:39:55

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供稿：網友

本文寫于05年，是我關于單元測試的第一篇文章。讀者和轉載都很多，不過經過更豐富的實踐尤其是涉及了不同企業的眾多項目的單元測試工作后，今天看來，文中的一些觀點是不正確的，例如關于樁代碼的說法。近期我會多寫一些基于企業應用的相關理論和方法介紹。這篇文章對于初學者理解單元測試還是不錯的。

一　單元測試概述

工廠在組裝一臺電視機之前，會對每個元件都進行測試，這，就是單元測試。

其實我們每天都在做單元測試。你寫了一個函數，除了極簡單的外，總是要執行一下，看看功能是否正常，有時還要想辦法輸出些數據，如彈出信息窗口什么的，這，也是單元測試，老納把這種單元測試稱為臨時單元測試。只進行了臨時單元測試的軟件，針對代碼的測試很不完整，代碼覆蓋率要超過70%都很困難，未覆蓋的代碼可能遺留大量的細小的錯誤，這些錯誤還會互相影響，當BUG暴露出來的時候難于調試，大幅度提高后期測試和維護成本，也降低了開發商的競爭力?？梢哉f，進行充分的單元測試，是提高軟件質量，降低開發成本的必由之路。

對于程序員來說，如果養成了對自己寫的代碼進行單元測試的習慣，不但可以寫出高質量的代碼，而且還能提高編程水平。

要進行充分的單元測試，應專門編寫測試代碼，并與產品代碼隔離。老納認為，比較簡單的辦法是為產品工程建立對應的測試工程，為每個類建立對應的測試類，為每個函數（很簡單的除外）建立測試函數。首先就幾個概念談談老納的看法。

一般認為，在結構化程序時代，單元測試所說的單元是指函數，在當今的面向對象時代，單元測試所說的單元是指類。以老納的實踐來看，以類作為測試單位，復雜度高，可操作性較差，因此仍然主張以函數作為單元測試的測試單位，但可以用一個測試類來組織某個類的所有測試函數。單元測試不應過分強調面向對象，因為局部代碼依然是結構化的。單元測試的工作量較大，簡單實用高效才是硬道理。

有一種看法是，只測試類的接口(公有函數)，不測試其他函數，從面向對象角度來看，確實有其道理，但是，測試的目的是找錯并最終排錯，因此，只要是包含錯誤的可能性較大的函數都要測試，跟函數是否私有沒有關系。對于C++來說，可以用一種簡單的方法區隔需測試的函數：簡單的函數如數據讀寫函數的實現在頭文件中編寫(inline函數)，所有在源文件編寫實現的函數都要進行測試(構造函數和析構函數除外)。

什么時候測試？單元測試越早越好，早到什么程度？XP開發理論講究TDD，即測試驅動開發，先編寫測試代碼，再進行開發。在實際的工作中，可以不必過分強調先什么后什么，重要的是高效和感覺舒適。從老納的經驗來看，先編寫產品函數的框架，然后編寫測試函數，針對產品函數的功能編寫測試用例，然后編寫產品函數的代碼，每寫一個功能點都運行測試，隨時補充測試用例。所謂先編寫產品函數的框架，是指先編寫函數空的實現，有返回值的隨便返回一個值，編譯通過后再編寫測試代碼，這時，函數名、參數表、返回類型都應該確定下來了，所編寫的測試代碼以后需修改的可能性比較小。

由誰測試？單元測試與其他測試不同，單元測試可看作是編碼工作的一部分，應該由程序員完成，也就是說，經過了單元測試的代碼才是已完成的代碼，提交產品代碼時也要同時提交測試代碼。測試部門可以作一定程度的審核。

關于樁代碼，老納認為，單元測試應避免編寫樁代碼。樁代碼就是用來代替某些代碼的代碼，例如，產品函數或測試函數調用了一個未編寫的函數，可以編寫樁函數來代替該被調用的函數，樁代碼也用于實現測試隔離。采用由底向上的方式進行開發，底層的代碼先開發并先測試，可以避免編寫樁代碼，這樣做的好處有：減少了工作量；測試上層函數時，也是對下層函數的間接測試；當下層函數修改時，通過回歸測試可以確認修改是否導致上層函數產生錯誤。

二　測試代碼編寫

多數講述單元測試的文章都是以Java為例，本文以C++為例，后半部分所介紹的單元測試工具也只介紹C++單元測試工具。下面的示例代碼的開發環境是VC6.0。

產品類：

class CMyClass
　　{
　　public:
　　    int Add(int i, int j);
　　    CMyClass();
　　    virtual ~CMyClass();

private:
　　 int mAge; //年齡
　　 CString mPhase; //年齡階段，如"少年"，"青年"
　　};

建立對應的測試類CMyClassTester，為了節約編幅，只列出源文件的代碼：
　　void CMyClassTester::CaseBegin()
　　{
　　    //pObj是CMyClassTester類的成員變量，是被測試類的對象的指針，
　　    //為求簡單，所有的測試類都可以用pObj命名被測試對象的指針。
　　   pObj = new CMyClass();
　　}

void CMyClassTester::CaseEnd()
　　{
　　 delete pObj;
　　}

測試類的函數CaseBegin()和CaseEnd()建立和銷毀被測試對象，每個測試用例的開頭都要調用CaseBegin()，結尾都要調用CaseEnd()。

接下來，我們建立示例的產品函數：

int CMyClass::Add(int i, int j)
　　{
　　 return i+j;
　　}

和對應的測試函數：

void CMyClassTester::Add_int_int()
　　{
　　}

把參數表作為函數名的一部分，這樣當出現重載的被測試函數時，測試函數不會產生命名沖突。下面添加測試用例：

void CMyClassTester::Add_int_int()
　　{
　　    //第一個測試用例
　　    CaseBegin();{ //1
　　    int i = 0; //2
　　    int j = 0; //3
　　    int ret = pObj->Add(i, j); //4
　　    ASSERT(ret == 0); //5
　　    }CaseEnd(); //6
　　}