在Python中編寫專業的單位測試

單元測試是構建可靠軟件的基礎。測試類型多種多樣，但單元測試最為重要。單元測試使您可以放心地將經過充分測試的代碼片段作為基本單元，並在構建程序時依賴它們。它們擴展了您對可信代碼的儲備，超越了語言內置功能和標準庫的範圍。此外，Python 對編寫單元測試提供了強大的支持。

運行示例

在深入探討所有原則、啟發式方法和指南之前，讓我們先來看一個實際的單元測試示例。

創建一個名為 python_tests 的新目錄，並添加兩個文件：

• car.py
• test_car.py

通過添加 init.py 文件，將該目錄設為 Python 包。文件的結構應如下所示：

<code>python_tests/
        -__init__.py
        - car.py
        - test_car.py</code>

car.py 文件將用於編寫我們在此示例中使用的自動駕駛汽車程序的邏輯，而 test_car.py 文件將用於編寫所有測試。

car.py 文件內容：

class SelfDrivingCar:
    def __init__(self):
        self.speed = 0
        self.destination = None

    def _accelerate(self):
        self.speed += 1

    def _decelerate(self):
        if self.speed > 0:
            self.speed -= 1

    def _advance_to_destination(self):
        distance = self._calculate_distance_to_object_in_front()
        if distance < 1:  # 假设距离单位为米
            self.stop()
        elif distance < 5:
            self._decelerate()
        elif self.speed < self._get_speed_limit():
            self._accelerate()

    def _has_arrived(self):
        pass  # 需要实现到达目的地判断逻辑

    def _calculate_distance_to_object_in_front(self):
        pass  # 需要实现计算前方物体距离的逻辑

    def _get_speed_limit(self):
        pass  # 需要实现获取速度限制的逻辑

    def stop(self):
        self.speed = 0

    def drive(self, destination):
        self.destination = destination
        while not self._has_arrived():
            self._advance_to_destination()
        self.stop()

這是一個針對 TestCase 類的單元測試。如下所示，獲取 unittest 模塊。

from unittest import TestCase

然後，您可以重寫 unittest 測試框架提供的 unittest.main 模塊，方法是在測試文件的底部添加以下測試腳本。

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

繼續並在 test_car.py 文件的底部添加測試腳本，如下所示。

import unittest
from car import SelfDrivingCar

class SelfDrivingCarTest(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.car = SelfDrivingCar()

    def test_stop(self):
        self.car.speed = 5
        self.car.stop()
        self.assertEqual(0, self.car.speed)
        self.car.stop()
        self.assertEqual(0, self.car.speed)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main(verbosity=2)

要運行測試，請運行 Python 程序：

python test_car.py

您應該看到以下輸出：

<code>test_stop (__main__.SelfDrivingCarTest) ... ok

----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.000s

OK</code>

測試發現

另一種方法，也是最簡單的方法，是測試發現。此選項僅在 Python 2.7 中添加。在 2.7 之前，您可以使用 nose 來發現和運行測試。 Nose 還有一些其他優點，例如運行測試函數而無需為測試用例創建類。但就本文而言，讓我們堅持使用 unittest。

顧名思義，-v 標誌：

SelfDrivingCarTest。

有幾個標誌可以控制操作：

python -m unittest -h

測試覆蓋率

測試覆蓋率是一個經常被忽視的領域。覆蓋率是指您的測試實際上測試了多少代碼。例如，如果您有一個帶有 if 語句的函數，則需要編寫測試來覆蓋 if 語句的真值和假值分支。理想情況下，您的代碼應該在一個包中。每個包的測試應該在包的同級目錄中。在測試目錄中，應該為包的每個模塊提供一個名為 unittest 模塊的文件。

結論

單元測試是可靠代碼的基礎。在本教程中，我探討了單元測試的一些原則和指南，並解釋了幾個最佳實踐背後的原因。您構建的系統越大，單元測試就越重要。但是單元測試是不夠的。大型系統還需要其他類型的測試：集成測試、性能測試、負載測試、滲透測試、驗收測試等。

此文章已更新，並包含 Esther Vaati 的貢獻。 Esther 是 Envato Tuts 的軟件開發人員和撰稿人。

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