单元测试教程（面向初学者）：概念、类型和工具

单元测试的定义是什么？

单元测试是一种软件测试，它检查单个软件单元或组件。其目标是确保每个软件代码单元都能按预期工作。单元测试由开发人员在应用程序的开发（编码）阶段进行。单元测试用于隔离代码的一部分并确保其准确性。单个函数、方法、过程、模块或对象都可以被认为是一个单元。

单元测试是一种软件测试，它检查单个软件单元或组件。其目标是确保每个软件代码单元都能按预期工作。单元测试由开发人员在应用程序的开发（编码）阶段进行。单元测试用于隔离代码的一部分并确保其准确性。单个函数、方法、过程、模块或对象都可以被认为是一个单元。

本指南将教你如何：

  • 单元测试的目的？

  • 单元测试：你需要了解的内容

  • 单元测试技术

  • 单元测试工具

  • 单元测试与测试驱动开发 (TDD)

  • 单元测试的误区

  • 单元测试的好处

  • 单元测试的缺点

  • 单元测试最佳实践

单元测试的目的？

因为软件开发人员经常想通过进行有限的单元测试来节省时间，这是一个误解，因为单元测试不足会导致在系统测试、集成测试甚至程序构建后的 Beta 测试期间出现巨大的缺陷纠正成本。如果在开发过程的早期进行彻底的单元测试，从长远来看，它可以节省时间和金钱。

在软件开发中进行单元测试的主要原因如下：

  • 单元测试通过在开发周期的早期发现缺陷来节省时间和金钱

  • 它帮助开发人员理解测试代码库，并使他们能够快速进行调整。

  • 编写良好的单元测试可以作为项目的文档。

  • 单元测试有助于代码重用。你的代码和测试都应该迁移到你的新项目中。调整代码直到测试通过。

单元测试：你需要了解的内容

作为单元测试的一部分，开发人员创建一部分代码来测试软件应用程序中的特定功能。开发人员还可以隔离此功能以更彻底地测试它，从而揭示被测功能和其他单元之间任何多余的依赖关系，然后可以将其移除。UnitTest 是开发人员用于创建单元测试自动化测试用例的框架。

单元测试有两种形式。

  • 手动
  • 自动化

单元测试通常是自动化的，但也可以手动进行。虽然在软件工程中并没有一种优于另一种的选择，但自动化更受青睐。在手动方法中，可以使用逐步指导的文档进行单元测试。

根据自动化方法：

  • 开发人员仅为测试该功能的目的在程序中创建一部分代码。当程序部署时，他们将注释掉并最终删除测试代码。

  • 开发人员可能会隔离该功能以彻底测试它。这是一种更全面的单元测试方法，它需要将代码复制并粘贴到其自身的测试环境中，而不是自然的测试环境。隔离代码有助于发现被测代码和其他单元或产品中的数据空间之间不必要的依赖关系。然后可以删除这些依赖关系。

  • 为了创建自动化测试用例，大多数程序员都使用 UnitTest 框架。开发人员使用自动化框架将标准纳入测试中，以确保代码的准确性。该框架记录正在执行的失败测试用例。许多框架还将自动以摘要格式突出显示并报告这些失败的测试用例。根据失败的严重性，框架可能会暂停后续测试。

  • 单元测试过程如下：1) 创建测试用例 2) 进行审查/返工 3) 建立基线 4) 执行测试用例。

单元测试技术

以下是单元测试中使用的一些代码覆盖率策略：

  • 语句覆盖率

  • 判定覆盖率

  • 分支覆盖率

  • 条件覆盖率

  • 有限状态机覆盖率

模拟对象作为单元测试示例

模拟对象用于单元测试，以测试尚未成为完整应用程序一部分的代码片段。模拟对象替代了程序中缺失的元素。你可能有一个需要尚未生成的变量或对象的函数。这些将在单元测试中以专门为该代码区域的单元测试生成的模拟对象的表达形式出现。

单元测试工具

为了帮助进行单元测试，有各种各样的自动化单元测试工具可用。我们将在下面提供一些示例：

  • **JUnit** - 是一个免费使用的 Java 编程语言测试工具。提供断言来识别测试方法。此实用程序在将数据插入代码之前首先测试数据。

  • **NUnit** - NUnit 是一个流行的单元测试框架，支持所有 .NET 语言。它是一个开源程序，允许你手动编写脚本。它允许你并行执行数据驱动测试。

  • **JMockit** - 是一个免费的开源单元测试软件。它是一个代码覆盖率工具，包括行和路径的度量。它具有用于模拟 API 的记录和验证语法。此工具提供行覆盖率、路径覆盖率和数据覆盖率。

  • **EMMA** - EMMA 是一个用于评估和报告 Java 代码的免费开源工具集。方法、行和基本块是 Emma 支持的覆盖率类型示例。它是基于 Java 的，因此没有外部库要求，并且源代码可用。

  • **PHPUnit** - PHPUnit 是 PHP 程序员的单元测试工具。它采用称为单元的小代码块，并独立测试每个单元。该工具还允许开发人员使用预定义的断言技术来断言系统以某种方式运行。

这些只是少数可用的单元测试工具。还有更多工具，特别是针对 C 和 Java，但无论你选择哪种语言，你都能够找到满足你需求的单元测试工具。

单元测试与测试驱动开发 (TDD)

在单元测试方面，TDD 大量使用了测试框架。单元测试框架用于生成自动单元测试。单元测试框架并非 TDD 专有，但对 TDD 至关重要。我们将在下面探讨 TDD 在单元测试领域的一些好处：

  • 在编写代码之前，先编写测试。

  • 大量使用测试框架。

  • 应用程序的所有类都经过测试。

  • 现在可以快速轻松地集成。

单元测试的误区

误区 - 这需要时间，而我总是时间安排过满。

我的代码难以理解！我不需要单元测试。

误区，根据定义，是错误的假设。由于这些假设，出现了一个恶性循环：

  • 单元测试实际上确实加快了开发速度。

  • 因为程序员认为集成测试会发现所有问题，所以他们跳过了单元测试。在单元组合后，需要很长时间才能追踪和修复本可以在单元测试中轻松检测和修复的简单错误。

单元测试的好处

  • 单元测试为想要发现单元提供哪些功能以及如何使用单元的开发人员提供了单元 API 的基本概述。

  • 单元测试为想要发现单元提供哪些功能以及如何使用单元的开发人员提供了单元 API 的基本概述。

  • 由于单元测试的模块化结构，我们可以测试项目的各个部分，而无需等待其他人完成。

单元测试的缺点

  • 期望单元测试能够检测到软件中的每个错误是不现实的。即使在最简单的程序中，也不可能评估所有可能的执行路径。

  • 根据定义，单元测试侧重于单个代码片段。因此，它无法检测集成或系统范围的问题。

单元测试应与其他类型的测试相结合。

单元测试最佳实践

  • 单元测试用例应该是独立的。单元测试用例不应受到任何升级或需求变化的影响。

  • 一次只测试一个代码。

  • 为你的单元测试使用明确且一致的命名约定。

  • 在修改任何模块的实现之前，请确保该模块存在匹配的单元测试用例，并且该模块通过了测试。

  • 在继续 SDLC 的下一步之前，必须解决单元测试期间发现的任何错误。

  • 采用“测试即代码”策略。你编写的未经测试的代码越多，你必须经历的路径就越多才能查找问题。

总结

单元测试是一种软件测试，其中测试单个软件单元或组件。

正如你所看到的，单元测试可能有点耗时。根据被测应用程序以及所使用的测试方法、工具和理念，它可能很简单也可能很复杂。在某种程度上，单元测试始终是必要的。这是不可否认的。

更新于：2021年12月17日

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