Python assert实现软件测试

• $Python$ 对于测试非常看重，例如测试中最常见的操作——断言 $assert$，其在 $Python$ 中就是一个关键字而不是一个函数。而在 $C$ 语言中，$assert$ 只是一个普通的函数。从这点也可以看出，$Python$ 将测试当作最基础的部分。
• 需要注意的是，默认情况下，$Python$ 解释器在运行时会忽略所有的 $assert$ 语句，因此在发布版本中，$assert$ 语句通常应该被禁用。可以通过使用 -O（大写字母 O）命令行选项来启用断言检查，例如 python -O myscript.py，这样在运行时 $assert$ 语句将会生效。
• 在 $Python$ 中，$assert$ 关键字用于编写断言语句，用于在代码中检查某个条件是否为真，如果条件不满足，则会引发 $AssertionError$ 异常。其基本语法如下：

assert condition [,message]

其中 $'condition'$ 是需要检查的条件表达式语句，如果结果为 $'False'$ ，则会触发 $'AssertionError'$异常；$message$ 是一个可选的字符串，用于在抛出异常时提供错误消息，可以帮助调试和定位错误。

以下是一个简单的示例，展示了如何在 $Python$ 中使用 $assert$ 关键字：

def divide(a, b):
    assert b != 0, "除数不能为0"
    return a / b

result = divide(10, 5)
print(result)  # 输出：2.0

result = divide(10, 0)  # 触发 AssertionError，错误消息为 "除数不能为0"

== 1. 可以直接是使用 assert 在源代码中对其进行测试，常用的做法如图 1 所示。==
其中在这段代码中，if name == “main”: 是一个常见的 Python 编程惯用语法，用于判断当前模块是否作为独立的主程序执行，而不是作为模块被导入到其他模块中。如果当前模块作为独立的主程序执行，则会执行 if 语句块中的代码。

下面看一个简单的例子，假定自定义了一个模块 sampleAssert，其代码如下：

def int_list_sort(input_list):
	input_list.sort()
if __name__ == ""__mian__":
	def test_normal_positive_input():
		input_list = [3, 5, 9, 1, 8]
		int_list_sort(input_list)
		assert input_list == [1, 3, 5, 8, 9]
		print("test_normal_positive_input: PASS")
	test_normal_positive_input()

如果是直接运行该脚本，则测试用例就会被触发。

(venv) chen@deMacBook-Air pythonProject % python test.py test_normal_positive_input: PASS

如果我们是 import（引入）该模块，case 是不会执行的，即第 3 行开始的块是不会执行的，所以包含在该块内的测试用例定义不会被看到，测试用例也不会被执行。

>>> import test                          # 引入模块
>>> test.test_normal_positive_input()    # 执行测试函数
Traceback (most recent call last):       # 测试函数不可见
  File "", line 1, in 
AttributeError: module 'test' has no attribute 'test_normal_positive_input' 

但是被测函数是可见的

>>> input_list = [3, 5, 9, 1, 8]
>>> test.int_list_sort(input_list)
>>> input_list
[1, 3, 5, 8, 9]

== 2. 不在源代码中进行测试，在单独的文件中写测试用例代码==

被测代码

def bubble_sort(input_list):          # 被测对象，完成对输入的整数列表排序
    if type(input_list) is not type([]):
        print("Invalid Input!")
        return None
    for x in input_list:
        if type(x) != int:
            print("Invalid Input!")
            return None
    input_len = len(input_list)
    if len(input_list) <= 1:
        return input_list
    for i in range(input_len-1):
        for j in range(input_len-i-1):
            if input_list[j] > input_list[j+1]:
                input_list[j], input_list[j+1] = input_list[j+1], input_list[j]
    return input_list

测试用例
在功能测试中，测试代码的长度比被测代码的长度还要长，这是软件测试中，尤其是功能测试部分常见的现象。另外一个现象是对于针对特殊使用场景的测试用例数量比较大。多数情况下，问题不会隐藏在常用的使用场景，而多隐藏在这些不常见的使用场景中，所以针对这些特殊使用场景的测试用例的设计需要多下功夫。

import random

from Test import bubble_sort

# 输入的列表为空
def test_empty_input():
    input_list = []
    output = bubble_sort(input_list)
    assert type(output) == type([])
    assert len(output) == 0, "输入为空的列表，输出也是空"

# 输入的不是列表
def test_invalid_input():
    input_list = 1
    output = bubble_sort(input_list)
    assert output is None

def test_invalid_element():
    input_list = ['name']
    output = bubble_sort(input_list)
    assert output is None

# 输入的列表数只有一个
def test_one_input():
    input_list = [1]
    output = bubble_sort(input_list)
    assert output == input_list
    assert len(output) == 1
    print("4.test_one_input: PASS")

# 输入的列表数为两个
def test_two_input():
    input_list = [8, 1]
    output = bubble_sort(input_list)
    assert output == [1, 8]
    assert len(output) == 2
    print("5.test_two_input: PASS")

# 列表包含非整数的元素
def test_invalid_elements():
    input_list = [8, 1, 'name']
    output = bubble_sort(input_list)
    assert output is None

# 正常输入
def test_normal_pos():
    input = [88, 1, 20, 8, 9, 21, 98, 76]
    output = bubble_sort(input)
    expected_output = [1, 8, 9, 20, 21, 76, 88, 98]
    assert output == expected_output
    print("7.test_normal_pos: PASS")

# 输入重复的数字
def test_dup_elements():
    input = [88, 1, 20, 8, 9, 21, 98, 8, 76]        # 两个8
    output = bubble_sort(input)
    expected_output = [1, 8, 8, 9, 20, 21, 76, 88, 98]
    assert output == expected_output
    print("8.test_dup_elements: PASS")

# 输入都是相同的数字
def test_all_same():
    input = [8, 8, 8, 8, 8, 8, 8]
    output = bubble_sort(input)
    expected_output = [8, 8, 8, 8, 8, 8, 8]
    assert output == expected_output
    print("9.test_all_same: PASS")

# 随机生成测试数据
def test_random_input():
    length = random.randint(10, 100)
    random_list = []
    for i in range(length):
        random_list.append(random.randint(-100, 100))

    org_list = random_list
    print(org_list)
    output_list = bubble_sort(random_list)
    print((output_list))
    assert len(output_list) == len(org_list), '排序前后元素数量相等'

    for j in range(length):
        val = output_list[j]
        assert val in org_list, '元素应该和原有列表中的一样'
        assert output_list.count(val) == org_list.count(val), '每个元素出现的次数应该和原有列表相等'
    for j in range(length-1):
        assert output_list[j] <= output_list[j+1], '从小到大排序'
    print("10.test_random_input: PASS")

# 随机进行100轮测试
def test_random_100():
    for i in range(100):
        test_random_input()
    print("11.test_random_100: PASS")
test_empty_input()
test_invalid_input()
test_invalid_element()
test_invalid_elements()
test_one_input()
test_two_input()
test_normal_pos()
test_dup_elements()
test_all_same()
test_random_input()
test_random_100()