軟件測(cè)試

大型軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，其中因?yàn)槿说囊蛩囟a(chǎn)生的錯(cuò)誤非常多，因此軟件在開(kāi)發(fā)過(guò)程必須要有相應(yīng)的質(zhì)量保證活動(dòng)，而軟件測(cè)試則是保證質(zhì)量的關(guān)鍵措施。正像軟件熵（software entropy）所描述的那樣：一個(gè)程序從設(shè)計(jì)很好的狀態(tài)開(kāi)始，隨著新的功能不斷地加入，程序逐漸地失去了原有的結(jié)構(gòu)，最終變成了一團(tuán)亂麻（其實(shí)最初的"很好的狀態(tài)"得加個(gè)問(wèn)號(hào)）。測(cè)試的目的說(shuō)起來(lái)其實(shí)很簡(jiǎn)單也極具吸引力，那就是寫出高質(zhì)量的軟件并解決軟件熵這一問(wèn)題。

可惜的是，軟件開(kāi)發(fā)人員很少能在編碼的過(guò)程中就進(jìn)行軟件測(cè)試，大部分軟件項(xiàng)目都只在最終驗(yàn)收時(shí)才進(jìn)行測(cè)試，有些項(xiàng)目甚至根本沒(méi)有測(cè)試計(jì)劃！隨著軟件質(zhì)量意識(shí)的增強(qiáng)，許多軟件開(kāi)發(fā)組織開(kāi)始轉(zhuǎn)向UML、CMM、RUP、XP等軟件工程方法，以期提高軟件質(zhì)量，并使軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程更加可控，好在這些方法對(duì)測(cè)試都提出了很嚴(yán)格的要求，從而使得測(cè)試在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的作用開(kāi)始真正體現(xiàn)出來(lái)。

軟件測(cè)試作為一種系統(tǒng)工程，涉及到整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)方面，需要管理人員、設(shè)計(jì)人員、開(kāi)發(fā)人員和測(cè)試人員的共同努力。作為軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主要力量，現(xiàn)今的程序員除了要編寫實(shí)現(xiàn)代碼外，還承擔(dān)著單元測(cè)試這一艱巨任務(wù)，因此必須采用新的工作模式：

1. 編寫和維護(hù)一套詳盡的單元測(cè)試用例；
2. 先構(gòu)造單元測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試用例，然后再編寫代碼；
3. 根據(jù)構(gòu)造的測(cè)試用例來(lái)編寫代碼。

單元測(cè)試負(fù)責(zé)對(duì)最小的軟件設(shè)計(jì)單元（模塊）進(jìn)行驗(yàn)證，它使用軟件設(shè)計(jì)文檔中對(duì)模塊的描述作為指南，對(duì)重要的程序分支進(jìn)行測(cè)試以發(fā)現(xiàn)模塊中的錯(cuò)誤。由于軟件模塊并不是一個(gè)單獨(dú)的程序，為了進(jìn)行單元測(cè)試還必須編寫大量額外的代碼，從而無(wú)形中增加了開(kāi)發(fā)人員的工作量，目前解決這一問(wèn)題比較好的方法是使用測(cè)試框架。測(cè)試框架是在用XP方法進(jìn)行單元測(cè)試時(shí)的關(guān)鍵，尤其是在需要構(gòu)造大量測(cè)試用例時(shí)更是如此，因?yàn)槿绻耆揽渴止さ姆绞絹?lái)構(gòu)造和執(zhí)行這些測(cè)試，肯定會(huì)變成一個(gè)花費(fèi)大量時(shí)間并且單調(diào)無(wú)味的工作，而測(cè)試框架則可以很好地解決這些問(wèn)題。

單元測(cè)試的重要性就不多說(shuō)了，可惡的是python中有太多的單元測(cè)試框架和工具，什么unittest, testtools, subunit, coverage, testrepository, nose, mox, mock, fixtures, discover，再加上setuptools, distutils等等這些，先不說(shuō)如何寫單元測(cè)試，光是怎么運(yùn)行單元測(cè)試就有N多種方法，再因?yàn)樗菧y(cè)試而非功能，是很多人沒(méi)興趣觸及的東西。但是作為一個(gè)優(yōu)秀的程序員，不僅要寫好功能代碼，寫好測(cè)試代碼一樣的彰顯你的實(shí)力。如此多的框架和工具，很容易讓人困惑，困惑的原因是因?yàn)椴](méi)有理解它的基本原理，如果一些基本的概念都不清楚，怎么能夠?qū)懗鏊悸非逦臏y(cè)試代碼？

今天的主題就是unittest，作為標(biāo)準(zhǔn)python中的一個(gè)模塊，是其它框架和工具的基礎(chǔ)，參考資料是它的官方文檔：http://docs.python.org/2.7/library/unittest.html和源代碼，文檔已經(jīng)寫的非常好了，我在這里記錄的主要是它的一些重要概念、關(guān)鍵點(diǎn)以及可能會(huì)碰到的一些坑，目的在于對(duì)unittest加深理解，而不是停留在泛泛的表面層上。

unittest是一個(gè)python版本的junit，junit是java中的單元測(cè)試框架，對(duì)java的單元測(cè)試，有一句話很貼切：Keep the bar green，相信使用eclipse寫過(guò)java單元測(cè)試的都心領(lǐng)神會(huì)。unittest實(shí)現(xiàn)了很多junit中的概念，比如我們非常熟悉的test case, test suite等，總之，原理都是相通的，只是用不同的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。

在文檔的開(kāi)篇就介紹了unittest中的4個(gè)重要的概念：test fixture, test case, test suite, test runner，我覺(jué)得只有理解了這幾個(gè)概念，才能真正的理解單元測(cè)試的基本原理，下面就主要圍繞這幾個(gè)概念來(lái)展開(kāi)這篇文章。

首先通過(guò)查看unittest的源碼，來(lái)看一下這幾個(gè)概念，以及他們之間的關(guān)系，他們是如何在一起工作的，其靜態(tài)類圖如下：

一個(gè)TestCase的實(shí)例就是一個(gè)測(cè)試用例。什么是測(cè)試用例呢？就是一個(gè)完整的測(cè)試流程，包括測(cè)試前準(zhǔn)備環(huán)境的搭建(setUp)，執(zhí)行測(cè)試代碼(run)，以及測(cè)試后環(huán)境的還原(tearDown)。元測(cè)試(unit test)的本質(zhì)也就在這里，一個(gè)測(cè)試用例是一個(gè)完整的測(cè)試單元，通過(guò)運(yùn)行這個(gè)測(cè)試單元，可以對(duì)某一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證。

而多個(gè)測(cè)試用例集合在一起，就是TestSuite，而且TestSuite也可以嵌套TestSuite。

TestLoader是用來(lái)加載TestCase到TestSuite中的，其中有幾個(gè)loadTestsFrom__()方法，就是從各個(gè)地方尋找TestCase，創(chuàng)建它們的實(shí)例，然后add到TestSuite中，再返回一個(gè)TestSuite實(shí)例。

TextTestRunner是來(lái)執(zhí)行測(cè)試用例的，其中的run(test)會(huì)執(zhí)行TestSuite/TestCase中的run(result)方法。

測(cè)試的結(jié)果會(huì)保存到TextTestResult實(shí)例中，包括運(yùn)行了多少測(cè)試用例，成功了多少，失敗了多少等信息。

這樣整個(gè)流程就清楚了，首先是要寫好TestCase，然后由TestLoader加載TestCase到TestSuite，然后由TextTestRunner來(lái)運(yùn)行TestSuite，運(yùn)行的結(jié)果保存在TextTestResult中，整個(gè)過(guò)程集成在unittest.main模塊中。

現(xiàn)在已經(jīng)涉及到了test case, test suite, test runner這三個(gè)概念了，還有test fixture沒(méi)有提到，那什么是test fixture呢？？在TestCase的docstring中有這樣一段話：

Test authors should subclass TestCase for their own tests. Construction and deconstruction of the test's environment (‘fixture') can be implemented by overriding the ‘setUp' and ‘tearDown' methods respectively.

可見(jiàn)，對(duì)一個(gè)測(cè)試用例環(huán)境的搭建和銷毀，是一個(gè)fixture，通過(guò)覆蓋TestCase的setUp()和tearDown()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)有什么用呢？比如說(shuō)在這個(gè)測(cè)試用例中需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，那么可以在setUp()中建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接以及進(jìn)行一些初始化，在tearDown()中清除在數(shù)據(jù)庫(kù)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉連接。注意tearDown的過(guò)程很重要，要為以后的TestCase留下一個(gè)干凈的環(huán)境。關(guān)于fixture，還有一個(gè)專門的庫(kù)函數(shù)叫做fixtures，功能更加強(qiáng)大，以后會(huì)介紹到。

至此，概念和流程基本清楚了，下面通過(guò)簡(jiǎn)單的例子再來(lái)實(shí)踐一下，就拿unittest文檔上的例子吧：

TestSequenceFunctions繼承自u(píng)nittest.TestCase，重寫了setUp()方法，并且定義了三個(gè)以'test'開(kāi)頭的方法，那這個(gè)TestSequenceFunctions類到底是個(gè)什么呢？它是一個(gè)測(cè)試用例，還是三個(gè)測(cè)試用例？說(shuō)是三個(gè)測(cè)試用例的話，它本身繼承自TestCase，說(shuō)是一個(gè)測(cè)試用例的話，里面又有三個(gè)test_*()方法，明顯是三個(gè)測(cè)試用例。其實(shí)，我們只要看一些TestLoader是如何加載測(cè)試用例的，就一清二楚了，在loader.TestLoader類中有一個(gè)loadTestsFromTestCase()方法：

getTestCaseNames()是從TestCase這個(gè)類中找所有以“test”開(kāi)頭的方法，然后注意第9行，在構(gòu)造TestSuite對(duì)象時(shí)，其參數(shù)使用了一個(gè)map方法，即對(duì)testCaseNames中的每一個(gè)元素，使用testCaseClass為其構(gòu)造對(duì)象，其結(jié)果是一個(gè)TestCase的對(duì)象集合，可以用下面的代碼來(lái)分步說(shuō)明：

可見(jiàn)，對(duì)每一個(gè)以test開(kāi)頭的方法，都為其構(gòu)建了一個(gè)TestCase對(duì)象，值得注意的是，如果沒(méi)有定義test開(kāi)頭的方法，而是將測(cè)試代碼寫到了一個(gè)名為runTest的方法中，那么會(huì)為該runTest方法構(gòu)建TestCase對(duì)象，如果定義了test開(kāi)頭的方法，就會(huì)忽略runTest方法。

至此，基本就清楚了，每一個(gè)以test開(kāi)頭的方法，都會(huì)為其構(gòu)建TestCase對(duì)象，也就是說(shuō)TestSequenceFunctions類中其實(shí)定義了三個(gè)TestCase，之所以寫成這樣，是為了方便，因?yàn)檫@幾個(gè)測(cè)試用例的fixture是相同的，如果每一個(gè)測(cè)試用例單獨(dú)寫成一個(gè)TestCase的話，會(huì)有很多的冗余代碼。

明白了這些，文檔就可以很輕松的看懂了，至于怎么運(yùn)行測(cè)試用例，以及其他的內(nèi)容，直接看文檔吧。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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