軟件測試

大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)是一個很復(fù)雜的過程，其中因為人的因素而所產(chǎn)生的錯誤非常多，因此軟件在開發(fā)過程必須要有相應(yīng)的質(zhì)量保證活動，而軟件測試則是保證質(zhì)量的關(guān)鍵措施。正像軟件熵（software entropy）所描述的那樣：一個程序從設(shè)計很好的狀態(tài)開始，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（其實最初的"很好的狀態(tài)"得加個問號）。測試的目的說起來其實很簡單也極具吸引力，那就是寫出高質(zhì)量的軟件并解決軟件熵這一問題。

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

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

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

單元測試負(fù)責(zé)對最小的軟件設(shè)計單元（模塊）進(jìn)行驗證，它使用軟件設(shè)計文檔中對模塊的描述作為指南，對重要的程序分支進(jìn)行測試以發(fā)現(xiàn)模塊中的錯誤。由于軟件模塊并不是一個單獨的程序，為了進(jìn)行單元測試還必須編寫大量額外的代碼，從而無形中增加了開發(fā)人員的工作量，目前解決這一問題比較好的方法是使用測試框架。測試框架是在用XP方法進(jìn)行單元測試時的關(guān)鍵，尤其是在需要構(gòu)造大量測試用例時更是如此，因為如果完全依靠手工的方式來構(gòu)造和執(zhí)行這些測試，肯定會變成一個花費大量時間并且單調(diào)無味的工作，而測試框架則可以很好地解決這些問題。

單元測試的重要性就不多說了，可惡的是python中有太多的單元測試框架和工具，什么unittest, testtools, subunit, coverage, testrepository, nose, mox, mock, fixtures, discover，再加上setuptools, distutils等等這些，先不說如何寫單元測試，光是怎么運行單元測試就有N多種方法，再因為它是測試而非功能，是很多人沒興趣觸及的東西。但是作為一個優(yōu)秀的程序員，不僅要寫好功能代碼，寫好測試代碼一樣的彰顯你的實力。如此多的框架和工具，很容易讓人困惑，困惑的原因是因為并沒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試代碼？

今天的主題就是unittest，作為標(biāo)準(zhǔn)python中的一個模塊，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)鍵點以及可能會碰到的一些坑，目的在于對unittest加深理解，而不是停留在泛泛的表面層上。

unittest是一個python版本的junit，junit是java中的單元測試框架，對java的單元測試，有一句話很貼切：Keep the bar green，相信使用eclipse寫過java單元測試的都心領(lǐng)神會。unittest實現(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，只是用不同的語言表達(dá)出來。

在文檔的開篇就介紹了unittest中的4個重要的概念：test fixture, test case, test suite, test runner，我覺得只有理解了這幾個概念，才能真正的理解單元測試的基本原理，下面就主要圍繞這幾個概念來展開這篇文章。

首先通過查看unittest的源碼，來看一下這幾個概念，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TestCase的實例就是一個測試用例。什么是測試用例呢？就是一個完整的測試流程，包括測試前準(zhǔn)備環(huán)境的搭建(setUp)，執(zhí)行測試代碼(run)，以及測試后環(huán)境的還原(tearDown)。元測試(unit test)的本質(zhì)也就在這里，一個測試用例是一個完整的測試單元，通過運行這個測試單元，可以對某一個問題進(jìn)行驗證。

而多個測試用例集合在一起，就是TestSuite，而且TestSuite也可以嵌套TestSuite。

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

TextTestRunner是來執(zhí)行測試用例的，其中的run(test)會執(zhí)行TestSuite/TestCase中的run(result)方法。

測試的結(jié)果會保存到TextTestResult實例中，包括運行了多少測試用例，成功了多少，失敗了多少等信息。

這樣整個流程就清楚了，首先是要寫好TestCase，然后由TestLoader加載TestCase到TestSuite，然后由TextTestRunner來運行TestSuite，運行的結(jié)果保存在TextTestResult中，整個過程集成在unittest.main模塊中。

現(xiàn)在已經(jīng)涉及到了test case, test suite, test runner這三個概念了，還有test fixture沒有提到，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，對一個測試用例環(huán)境的搭建和銷毀，是一個fixture，通過覆蓋TestCase的setUp()和tearDown()方法來實現(xiàn)。這個有什么用呢？比如說在這個測試用例中需要訪問數(shù)據(jù)庫，那么可以在setUp()中建立數(shù)據(jù)庫連接以及進(jìn)行一些初始化，在tearDown()中清除在數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，然后關(guān)閉連接。注意tearDown的過程很重要，要為以后的TestCase留下一個干凈的環(huán)境。關(guān)于fixture，還有一個專門的庫函數(shù)叫做fixtures，功能更加強(qiáng)大，以后會介紹到。

至此，概念和流程基本清楚了，下面通過簡單的例子再來實踐一下，就拿unittest文檔上的例子吧：

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

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

可見，對每一個以test開頭的方法，都為其構(gòu)建了一個TestCase對象，值得注意的是，如果沒有定義test開頭的方法，而是將測試代碼寫到了一個名為runTest的方法中，那么會為該runTest方法構(gòu)建TestCase對象，如果定義了test開頭的方法，就會忽略runTest方法。

至此，基本就清楚了，每一個以test開頭的方法，都會為其構(gòu)建TestCase對象，也就是說TestSequenceFunctions類中其實定義了三個TestCase，之所以寫成這樣，是為了方便，因為這幾個測試用例的fixture是相同的，如果每一個測試用例單獨寫成一個TestCase的話，會有很多的冗余代碼。

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

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

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