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Hardhat進(jìn)行合約測試環(huán)境準(zhǔn)備及方法詳解

 更新時(shí)間：2023年03月08日 14:08:38   作者：HiOrange  
這篇文章主要為大家介紹了Hardhat進(jìn)行合約測試環(huán)境準(zhǔn)備及方法詳解，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

引言

Hardhat是一個(gè)開源的以太坊開發(fā)框架，簡單好用、可擴(kuò)展、可定制的特點(diǎn)讓它在開發(fā)者中間很受歡迎。Hardhat在支持編輯、編譯、調(diào)試和部署合約方面都非常的方便，也有很多功能可以使合約測試工作更加高效和便捷，本文就是聚焦在合約測試領(lǐng)域，探尋Hardhat的特點(diǎn)和日常測試過程中的一些使用技巧。

一、環(huán)境準(zhǔn)備

可以參考Hardhat官網(wǎng)教程，進(jìn)行環(huán)境的準(zhǔn)備和Hardhat安裝。

Hardhat提供了快速構(gòu)建合約工程的方法：

  • 建立空的工程目錄
  • 在目錄下執(zhí)行npx hardhat
  • 根據(jù)交互提示完成Hardhat工程的創(chuàng)建

二、示例合約與測試方法

快速創(chuàng)建Hardhat工程，可以在contract目錄下看到Lock.sol的合約，此合約是一個(gè)簡單的示例，實(shí)現(xiàn)了在指定時(shí)間前（unlockTime）鎖定資產(chǎn)的功能。

// SPDX-License-Identifier: UNLICENSED
pragma solidity ^0.8.9;
// Uncomment this line to use console.log
import "hardhat/console.sol";
contract Lock {
    uint public unlockTime;
    address payable public owner;
    event Withdrawal(uint amount, uint when);
    constructor(uint _unlockTime) payable {
        require(
            block.timestamp < _unlockTime,
            "Unlock time should be in the future"
        );
        unlockTime = _unlockTime;
        owner = payable(msg.sender);
    }
    function withdraw() public {
        // Uncomment this line, and the import of "hardhat/console.sol", to print a log in your terminal
        console.log("Unlock time is %o and block timestamp is %o", unlockTime, block.timestamp);
        require(block.timestamp >= unlockTime, "You can't withdraw yet");
        require(msg.sender == owner, "You aren't the owner");
        emit Withdrawal(address(this).balance, block.timestamp);
        owner.transfer(address(this).balance);
    }
}

同時(shí)，在test目錄下，有Lock.ts(或Lock.js)的測試代碼，測試代碼里分別展示了對合約部署，合約中涉及的功能的測試。其中值得學(xué)習(xí)的部分：

一是定義了一個(gè)具有setup功能的函數(shù)，此函數(shù)定義了一些狀態(tài)變量的初始狀態(tài)，后面在每次測試代碼運(yùn)行前，可以通過loadFixture方法執(zhí)行此函數(shù)，把狀態(tài)變量還原到函數(shù)中定義的初始狀態(tài)。這種給狀態(tài)變量取快照，并用快照還原的方式，解決了很多因?yàn)闋顟B(tài)變量改變而測試用例執(zhí)行異常的問題，是個(gè)很有用很便捷的方法。

另一個(gè)是用到了很便捷的斷言方式，這就省掉了寫很多麻煩的校驗(yàn)條件，來驗(yàn)證一個(gè)執(zhí)行結(jié)果。比如下面這個(gè)斷言，直接能驗(yàn)證當(dāng)withdraw函數(shù)被調(diào)用后出現(xiàn)的回滾情況：

await expect(lock.withdraw()).to.be.revertedWith( "You can't withdraw yet" );

三、LoadFixture的使用

使用場景

用于每次執(zhí)行測試前的setup操作，可以定義一個(gè)函數(shù)，在此函數(shù)中完成諸如合約部署，合約初始化，賬戶初始化等操作，在每次執(zhí)行測試前利用loadFixture的功能，進(jìn)行相同的變量狀態(tài)的設(shè)置，對合約測試提供了很大的幫助。

工作原理

根據(jù)Hardhat源碼，可以看到loadFixture維護(hù)了一個(gè)快照數(shù)組snapshots，一個(gè)快照元素包含：

不同的函數(shù)f作為loadFixture入?yún)r(shí)，會有不同的snapshot存儲在loadFixture維護(hù)的snapshots數(shù)組中。

在loadFixture(f)首次執(zhí)行時(shí)，屬于f函數(shù)的snapshot為undefined，此時(shí)會記錄f函數(shù)中定義的全部狀態(tài)變量，同時(shí)執(zhí)行：

const restorer = await takeSnapshot();

并將此時(shí)的snapshot元素加入到snapshots數(shù)組中，后面再次用到同一個(gè)入?yún)⒑瘮?shù)f的loadFixture時(shí)，在快照數(shù)組snapshots中已存在快照，可直接進(jìn)行區(qū)塊鏈狀態(tài)回滾： await snapshot.restorer.restore();

  • fixture: Fixture類型的入?yún)⒑瘮?shù)，type Fixture = () => Promise;
  • data：fixture函數(shù)中定義的狀態(tài)變量
  • restorer：一個(gè)有restore方法的結(jié)構(gòu)體，在“./helpers/takeSnapshot”方法中有定義，可以觸發(fā)evm_revert操作，指定區(qū)塊鏈退回到某個(gè)快照點(diǎn)。

loadFixture的用法

官方文檔示例如下：

```js
async function deployContractsFixture() {
  const token = await Token.deploy(...);
  const exchange = await Exchange.deploy(...);
  return { token, exchange };
}
it("test", async function () {
  const { token, exchange } = await loadFixture(deployContractsFixture);
  // use token and exchanges contracts
})
```
注意：loadFixture的入?yún)⒉豢梢允悄涿瘮?shù)，即：
```js
//錯(cuò)誤寫法 
loadFixture(async () => { ... }) 
//正確寫法 
async function beforeTest(){ 
//定義函數(shù) 
} 
loadFixture(beforeTest);
```

四、Matchers的使用

Machers:在chai斷言庫的基礎(chǔ)上增加了以太坊特色的斷言，便于測試使用

1.Events用法

   contract Ademo {
    event Event();
    function callFunction () public {
        emit Event();
    }
}

對合約C的call方法進(jìn)行調(diào)用會觸發(fā)一個(gè)無參數(shù)事件，為了測試這個(gè)事件是否被觸發(fā)，可以直接用hardhat-chai-matchers中的Events斷言，用法如下：

    const A=await ethers.getContractFactory("Ademo");
    const a=await A.deploy();
    //采用hardhat-chai-matchers的斷言方式，判斷Events是否觸發(fā)
    await expect(a.callFunction()).to.emit(a,"Event");
  • Reverts用法：
    //最簡單的判斷revert的方式
await expect(contract.call()).to.be.reverted;
//判斷未發(fā)生revert
await expect(contract.call()).not.to.be.reverted;
//判斷revert發(fā)生并且?guī)Я酥付ǖ腻e(cuò)誤信息
await expect(contract.call()).to.be.revertedWith("Some revert message");
//判斷未發(fā)生revert并且攜帶指定信息
await expect(contract.call()).not.to.be.revertedWith("Another revert message");

除了上述常用的判斷場景外，hardhat-chai-matchers還支持了對Panic以及定制化Error的判定：

await expect(…).to.be.revertedWithPanic(PANIC_CODES)
await expect(…).not.to.be.revertedWithPanic(PANIC_CODES)
await expect(…).to.be.revertedWithCustomError(CONTRACT,"CustomErrorName")
await expect(…).to.be.revertedWithoutReason();
  • Big Number

在solidity中最大整型數(shù)是2^256，而JavaScript中的最大安全數(shù)是2^53-1，如果用JS寫solidity合約中返回的大數(shù)的斷言，就會出現(xiàn)問題。hardhat-chai-matchers提供了關(guān)于大數(shù)的斷言能力，使用者無需關(guān)心大數(shù)之間比較的關(guān)系，直接以數(shù)字的形式使用即可，比如： expect(await token.balanceOf(someAddress)).to.equal(1);

關(guān)于JavaScript的最大安全數(shù)問題：

Number.MAX_SAFE_INTEGER 常量表示在 JavaScript 中最大的安全整數(shù)，其值為2^53-1，即9007199254740991 。因?yàn)镴avascript的數(shù)字存儲使用了IEEE 754中規(guī)定的雙精度浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)類型，而這一數(shù)據(jù)類型能夠安全存儲（-2^53-1 ~ 2^53-1）之間的數(shù)（包括邊界值），超出范圍后將會出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如：

const x = Number.MAX_SAFE_INTEGER + 1;
const y = Number.MAX_SAFE_INTEGER + 2;
console.log(Number.MAX_SAFE_INTEGER);
// Expected output: 9007199254740991
console.log(x);
console.log(y);
// Expected output: 9007199254740992
console.log(x === y);
// Expected output: true

Balance Changes

可以很方便的檢測用戶錢包的資金變化額度，適用于以太幣的金額變化，或者ERC-20代幣的金額變化。

單個(gè)錢包地址的金額變化：

await expect(() =&gt;
  sender.sendTransaction({ to: someAddress, value: 200 })
).to.changeEtherBalance(sender, "-200");
await expect(token.transfer(account, 1)).to.changeTokenBalance(
  token,
  account,
  1
);

也可以用來檢測多個(gè)賬戶的金額變化，在測試轉(zhuǎn)賬交易時(shí)，非常適用：

await expect(() =>
  sender.sendTransaction({ to: receiver, value: 200 })
).to.changeEtherBalances([sender, receiver], [-200, 200]);
await expect(token.transferFrom(sender, receiver, 1)).to.changeTokenBalances(
  token,
  [sender, receiver],
  [-1, 1]
);
  • 字符串比較

可以用hardhat-chai-matchers提供的方法，方便地校驗(yàn)各種復(fù)雜的字符串，比如一個(gè)字符串是否是正確的地址格式、私鑰格式等，用法如下：

// 是否符合address格式
expect("0xAb8483F64d9C6d1EcF9b849Ae677dD3315835cb2").to.be.a.properAddress;
//是否符合私鑰格式
expect(SOME_PRI_KEY).to.be.a.properPrivateKey;
//判斷十六進(jìn)制字符串的用法
expect("0x00012AB").to.hexEqual("0x12ab");
//判斷十六進(jìn)制字符串的長度
expect("0x123456").to.be.properHex(6);

以上就是Hardhat進(jìn)行合約測試環(huán)境準(zhǔn)備及方法詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Hardhat合約測試的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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