Java4Android之单元测试入门


本文主要介绍了如何使用 JUnit 4 提供的各种功能开展有效的单元测试,并通过一个实例演示了如何使用 Ant 执行自动化的单元测试。本文假设读者对 Eclipse 下进行 Java 开发有一定的经验,并了解 Java 5 中的注解(annotation)特性。 
引言 

    毋庸置疑,程序员要对自己编写的代码负责,您不仅要保证它能通过编译,正常地运行,而且要满足需求和设计预期的效果。单元测试正是验证代码行为是否满足预期的有效手段之一。但不可否认,做测试是件很枯燥无趣的事情,而一遍又一遍的测试则更是让人生畏的工作。幸运的是,单元测试工具 JUnit 使这一切变得简单艺术起来。 

    JUnit 是 Java 社区中知名度最高的单元测试工具。它诞生于 1997 年,由 Erich Gamma 和 Kent Beck 共同开发完成。其中 Erich Gamma 是经典著作《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书的作者之一,并在 Eclipse 中有很大的贡献;Kent Beck 则是一位极限编程(XP)方面的专家和先驱。 

    麻雀虽小,五脏俱全。JUnit 设计的非常小巧,但是功能却非常强大。Martin Fowler 如此评价 JUnit:在软件开发领域,从来就没有如此少的代码起到了如此重要的作用。它大大简化了开发人员执行单元测试的难度,特别是 JUnit 4 使用 Java 5 中的注解(annotation)使测试变得更加简单。 

JUnit 4 初体验 

    在开始体验 JUnit 4 之前,我们需要以下软件的支持: 

    Eclipse:最为流行的 IDE,它全面集成了 JUnit,并从版本 3.2 开始支持 JUnit 4。当然 JUnit 并不依赖于任何 IDE。您可以从 http://www.eclipse.org/ 上下载最新的 Eclipse 版本。 
    Ant:基于 Java 的开源构建工具,您可以在 http://ant.apache.org/ 上得到最新的版本和丰富的文档。Eclipse 中已经集成了 Ant,但是在撰写本文时,Eclipse 使用的 Ant 版本较低(必需 1.7 或者以上版本),不能很好的支持 JUnit 4。 
    JUnit:它的官方网站是 http://www.junit.org/。您可以从上面获取关于 JUnit 的最新消息。如果您和本文一样在 Eclipse 中使用 JUnit,就不必再下载了。 
    首先为我们的体验新建一个 Java 工程 —— coolJUnit。现在需要做的是,打开项目 coolJUnit 的属性页 -> 选择“Java Build Path”子选项 -> 点选“Add Library…”按钮 -> 在弹出的“Add Library”对话框中选择 JUnit(图1),并在下一页中选择版本 4.1 后点击“Finish”按钮。这样便把 JUnit 引入到当前项目库中了。 


图1 为项目添加 JUnit 库 
Java4Android之单元测试入门_第1张图片    

请注意 JDK 的版本 

    JUnit 4.1 是基于 Java 5 的升级版本,它使用了 Tiger 中的很多新特性来简化原有的使用方式。正因为如此,它并不能直接运行在 JDK1.4.x 版本上。如果您需要在 JDK1.4.x 版本使用 JUnit 的话,请使用 3.8.1 版本。 


    可以开始编写单元测试了吗?等等……,您打算把单元测试代码放在什么地方呢?把它和被测试代码混在一起,这显然会照成混乱,因为单元测试代码是不会出现在最终产品中的。建议您分别为单元测试代码与被测试代码创建单独的目录,并保证测试代码和被测试代码使用相同的包名。这样既保证了代码的分离,同时还保证了查找的方便。遵照这条原则,我们在项目 coolJUnit 根目录下添加一个新目录 testsrc,并把它加入到项目源代码目录中(加入方式见 图2)。 

图2 修改项目源代码目录 
Java4Android之单元测试入门_第2张图片    

    现在我们得到了一条 JUnit 的最佳实践:单元测试代码和被测试代码使用一样的包,不同的目录。 

    一切准备就绪,一起开始体验如何使用 JUnit 进行单元测试吧。下面的例子来自笔者的开发实践:工具类 WordDealUtil 中的静态方法 wordFormat4DB 是专用于处理 Java 对象名称向数据库表名转换的方法(您可以在代码注释中可以得到更多详细的内容)。下面是第一次编码完成后大致情形: 

Java代码    收藏代码
  1. package com.ai92.cooljunit;  
  2.   
  3. import java.util.regex.Matcher;  
  4. import java.util.regex.Pattern;  
  5.   
  6.   
  7. public class WordDealUtil {  
  8.   
  9.       
  10.     public static String wordFormat4DB(String name){  
  11.         Pattern p = Pattern.compile("[A-Z]");  
  12.         Matcher m = p.matcher(name);  
  13.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
  14.           
  15.         while(m.find()){  
  16.             m.appendReplacement(sb, "_"+m.group());  
  17.         }  
  18.         return m.appendTail(sb).toString().toLowerCase();  
  19.     }  
  20. }  



    它是否能按照预期的效果执行呢?尝试为它编写 JUnit 单元测试代码如下: 

Java代码    收藏代码
  1. package com.ai92.cooljunit;  
  2.   
  3. import static org.junit.Assert.assertEquals;  
  4. import org.junit.Test;  
  5.   
  6. public class TestWordDealUtil {  
  7.     //测试wordFormat4DB正常运行的情况  
  8.     @Test public void wordFormat4DBNormal(){  
  9.         String target = "employeeInfo";  
  10.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  11.           
  12.         assertEquals("employee_info", result);  
  13.     }  
  14. }  


    很普通的一个类嘛!测试类 TestWordDealUtil 之所以使用“Test”开头,完全是为了更好的区分测试类与被测试类。测试方法 wordFormat4DBNormal 调用执行被测试方法 WordDealUtil.wordFormat4DB,以判断运行结果是否达到设计预期的效果。需要注意的是,测试方法 wordFormat4DBNormal 需要按照一定的规范书写: 

    测试方法必须使用注解 org.junit.Test 修饰。 
测试方法必须使用 public void 修饰,而且不能带有任何参数。 
    测试方法中要处理的字符串为“employeeInfo”,按照设计目的,处理后的结果应该为“employee_info”。assertEquals 是由 JUnit 提供的一系列判断测试结果是否正确的静态断言方法(位于类 org.junit.Assert 中)之一,我们使用它将执行结果 result 和预期值“employee_info”进行比较,来判断测试是否成功。 

    看看运行结果如何。在测试类上点击右键,在弹出菜单中选择 Run As JUnit Test。运行结果如下图所示: 


图3 JUnit 运行成功界面 
Java4Android之单元测试入门_第3张图片    

    绿色的进度条提示我们,测试运行通过了。但现在就宣布代码通过了单元测试还为时过早。记住:您的单元测试代码不是用来证明您是对的,而是为了证明您没有错。因此单元测试的范围要全面,比如对边界值、正常值、错误值得测试;对代码可能出现的问题要全面预测,而这也正是需求分析、详细设计环节中要考虑的。显然,我们的测试才刚刚开始,继续补充一些对特殊情况的测试: 

Java代码
  1. public class TestWordDealUtil {  
  2.     ……  
  3.     //测试 null 时的处理情况  
  4.     @Test public void wordFormat4DBNull(){  
  5.         String target = null;  
  6.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  7.           
  8.         assertNull(result);  
  9.     }  
  10.       
  11.     //测试空字符串的处理情况  
  12.     @Test public void wordFormat4DBEmpty(){  
  13.         String target = "";  
  14.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  15.           
  16.         assertEquals("", result);  
  17.     }  
  18.   
  19.     //测试当首字母大写时的情况  
  20.     @Test public void wordFormat4DBegin(){  
  21.         String target = "EmployeeInfo";  
  22.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  23.           
  24.         assertEquals("employee_info", result);  
  25.     }  
  26.       
  27.     //测试当尾字母为大写时的情况  
  28.     @Test public void wordFormat4DBEnd(){  
  29.         String target = "employeeInfoA";  
  30.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  31.           
  32.         assertEquals("employee_info_a", result);  
  33.     }  
  34.       
  35.     //测试多个相连字母大写时的情况  
  36.     @Test public void wordFormat4DBTogether(){  
  37.         String target = "employeeAInfo";  
  38.         String result = WordDealUtil.wordFormat4DB(target);  
  39.           
  40.         assertEquals("employee_a_info", result);  
  41.     }  
  42. }  



    再次运行测试。很遗憾,JUnit 运行界面提示我们有两个测试情况未通过测试(图4)——当首字母大写时得到的处理结果与预期的有偏差,造成测试失败(failure);而当测试对 null 的处理结果时,则直接抛出了异常——测试错误(error)。显然,被测试代码中并没有对首字母大写和 null 这两种特殊情况进行处理,修改如下: 

Java代码    收藏代码
  1. //修改后的方法wordFormat4DB  
  2.   
  3.     public static String wordFormat4DB(String name){  
  4.           
  5.         if(name == null){  
  6.             return null;  
  7.         }  
  8.           
  9.         Pattern p = Pattern.compile("[A-Z]");  
  10.         Matcher m = p.matcher(name);  
  11.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
  12.           
  13.         while(m.find()){  
  14.             if(m.start() != 0)  
  15.                 m.appendReplacement(sb, ("_"+m.group()).toLowerCase());  
  16.         }  
  17.         return m.appendTail(sb).toString().toLowerCase();  
  18.     }  



图4 JUnit 运行失败界面 
Java4Android之单元测试入门_第4张图片   

    JUnit 将测试失败的情况分为两种:failure 和 error。Failure 一般由单元测试使用的断言方法判断失败引起,它表示在测试点发现了问题;而 error 则是由代码异常引起,这是测试目的之外的发现,它可能产生于测试代码本身的错误(测试代码也是代码,同样无法保证完全没有缺陷),也可能是被测试代码中的一个隐藏的bug。 

请牢记! 

    请牢记这一条 JUnit 最佳实践:测试任何可能的错误。单元测试不是用来证明您是对的,而是为了证明您没有错。 
  
    啊哈,再次运行测试,绿条又重现眼前。通过对 WordDealUtil.wordFormat4DB 比较全面的单元测试,现在的代码已经比较稳定,可以作为 API 的一部分提供给其它模块使用了。 

    不知不觉中我们已经使用 JUnit 漂亮的完成了一次单元测试。可以体会到 JUnit 是多么轻量级,多么简单,根本不需要花心思去研究,这就可以把更多的注意力放在更有意义的事情上——编写完整全面的单元测试

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