函数式Swift5 - 案例研究 QuickCheck

本文是一个系列，是函数式Swift的读书笔记（其实是为了备忘）

测试通常由一些代码片段和预期结果组成。执行代码之后，将它的结果与测试中定义的预期结果相比较。
QuickCheck (Claessen and Hughes 2000) 是一个用于随机测试的 Haskell 库，我们用Swift部分地 移植它。

// 之前对测试一直没了解过。刚好看一下。

1. 构建QuickCheck

需要以下四步：

• 需要一个生成不同类型随机数的方法
• 实现check函数，传入随机数。
• 测试失败了，我们希望测试的输入值尽可能小。
• 做一些额外的工作确保 检验函数适用于带有泛型的类型

1.1 随机数生成

//定义一个生产随机数的协议

protocol Arbitrary {
    static func arbitrary()->Self
}

//适用
//Int.arbitrary()

// 为避免随机整数越界，添加一个变量进行约束：
extension Int{
static func arbitrary(in range:CountableRange)->Int{
let diff = range.upperBound - range.lowerBound
return range.lowerBound + (Int.arbitrary()%diff)
}
}
// 生成随机字符串
extension UnicodeScalar:Arbitrary{
static func arbitrary() -> UnicodeScalar {
return UnicodeScalar(Int.arbitrary(in: 65..<90))!
}
}

//生成随机字符串
extension String:Arbitrary{
static func arbitrary() -> String {
let randomLength = Int.arbitrary(in: 0..<40)
let randomScalars = (0.. _ in
UnicodeScalar.arbitrary()
}
return String(UnicodeScalarView(randomScalars))
}
}
String.arbitrary() // 直接生成了0~40位之间的，随机大写字符串。

1.2 实现check函数

check检验函数的第一个版本，check1： 包含一个简单循环，每次随机输入值，发现问题打印，否知汇报成功通过的次数。

func check1(_ message:String,_ property:(A)->Bool) ->(){
    for _ in 0 ..< numberOfIterations {
        let value = A.arbitrary()
        guard property(value) else{
            print("\"\(message)\" doesn't hold:\(value)")
            return
        }
    }
    print("\"\(message) passed \(numberOfIterations) test")
}

extension CGSize{
    var area : CGFloat{
        return width * height
    }
}
extension CGSize:Arbitrary{
    static func arbitrary() -> CGSize {
        return CGSize(width: .arbitrary(), height: .arbitrary())
    }
}

//测试
  check1("Area should be at least 0", {
            (size: CGSize) in
            size.area > 0
   })
  //当随机到有负的值的时候，测试就通不过。    

1.3 缩小范围

// 如果在字符串上运行check1, 可能会受到很长的失败消息：

     check1("every string starts with hello"){
            (s:String) in
            s.hasPrefix("hello")
        }

通常，反例所处的范围越小，越容易定位到失败是由哪一段代码引起的