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在本文中，我將通過討論以下主題來研究如何使用Python創(chuàng)建單元測試。

• 單元測試基礎(chǔ)
• 可用的Python測試框架
• 測試設(shè)計原則
• 代碼覆蓋率

單元測試基礎(chǔ)

我使用FizzBuzz編碼方式創(chuàng)建了單元測試示例。編碼類型是程序員的練習。在這個練習中，程序員試圖解決一個特定的問題。但主要目標不是解決問題，而是練習編程。FizzBuz是一個簡單的代碼類型，非常適合解釋和展示Python中的單元測試。

單元測試

單元測試是程序員為測試程序的一小部分而編寫的自動化測試。單元測試應(yīng)該運行得很快。與文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或網(wǎng)絡(luò)交互的測試不是單元測試。

為了在Python中創(chuàng)建第一個FizzBuzz單元測試，我定義了一個繼承自unittest.TestCase的類。這個unittest模塊可以在Python的標準安裝中獲得。

import unittest 
 
class FizzBuzzTest(unittest.TestCase): 
 
    def test_one_should_return_one(self): 
        fizzbuzz = FizzBuzz() 
        result = fizzbuzz.filter(1) 
        self.assertEqual('1', result) 
 
    def test_two_should_return_two(self): 
        fizzbuzz = FizzBuzz() 
        result = fizzbuzz.filter(2) 
        self.assertEqual('2', result) 

第一個測試用例驗證數(shù)字1是否通過了FizzBuzz過濾器，它將返回字符串' 1 '。使用self驗證結(jié)果。assertEqual方法。方法的第一個參數(shù)是預(yù)期的結(jié)果，第二個參數(shù)是實際的結(jié)果。

測試用例

我們在測試用例FizzBuzzTest類中調(diào)用test_one_should_return_one()方法。測試用例是測試程序特定部分的實際測試代碼。

第一個測試用例驗證數(shù)字1是否通過了FizzBuzz過濾器，它將返回字符串' 1 '。使用self驗證結(jié)果。assertEqual方法。方法的第一個參數(shù)是預(yù)期的結(jié)果，第二個參數(shù)是實際的結(jié)果。

如果您查看這兩個測試用例，您會看到它們都創(chuàng)建了FizzBuzz類的一個實例。第一個在第6行，另一個在第11行。

我們可以從這兩個方法中重構(gòu)FizzBuzz實例的創(chuàng)建，從而改進代碼。

import unittest 
class FizzBuzzTest(unittest.TestCase): 
    def setUp(self): 
        self.fizzbuzz = FizzBuzz() 
 
    def tearDown(self): 
        pass 
 
    def test_one_should_return_one(self): 
        result = self.fizzbuzz.filter(1) 
        self.assertEqual('1', result) 
 
    def test_two_should_return_two(self): 
        result = self.fizzbuzz.filter(2) 
        self.assertEqual('2', result) 

我們使用setUp方法創(chuàng)建FizzBuzz類的實例。TestCase基類的設(shè)置在每個測試用例之前執(zhí)行。

另一個方法tearDown是在每個單元測試執(zhí)行之后調(diào)用的。你可以用它來清理或關(guān)閉資源。

測試夾具

方法的設(shè)置和拆卸是測試夾具的一部分。測試夾具用于配置和構(gòu)建被測試單元。每個測試用例都可以使用這些通用條件。在本例中，我使用它創(chuàng)建FizzBuzz類的實例。

要運行單元測試，我們需要一個測試運行器。

測試運行器

測試運行程序是執(zhí)行所有單元測試并報告結(jié)果的程序。Python的標準測試運行器可以使用以下命令在終端上運行。

python -m unittest test_fizzbuzz.py

測試套件

單元測試詞匯表的最后一個術(shù)語是測試套件。測試套件是測試用例或測試套件的集合。通常一個測試套件包含應(yīng)該一起運行的測試用例。

單元測試設(shè)計

測試用例應(yīng)該被很好地設(shè)計?？荚嚨拿Q和結(jié)構(gòu)是最重要的。

測試用例名稱

測試的名稱非常重要。它就像一個總結(jié)考試內(nèi)容的標題。如果測試失敗，你首先看到的就是它。因此，名稱應(yīng)該清楚地表明哪些功能不起作用。

測試用例名稱的列表應(yīng)該讀起來像摘要或場景列表。這有助于讀者理解被測單元的行為。

構(gòu)造測試用例方法體

一個設(shè)計良好的測試用例由三部分組成。第一部分，安排、設(shè)置要測試的對象。第二部分，Act，練習被測單元。最后，第三部分，斷言，對應(yīng)該發(fā)生的事情提出主張。

有時，我在單元測試中添加這三個部分作為注釋，以使其更清楚。

import unittest 
 
class FizzBuzzTest(unittest.TestCase): 
 
    def test_one_should_return_one(self): 
        # Arrange 
        fizzbuzz = FizzBuzz() 
        # Act 
        result = fizzbuzz.filter(1) 
        # Assert 
        self.assertEqual('1', result) 

每個測試用例的單個斷言

盡管在一個測試用例中可能有很多斷言。我總是嘗試使用單個斷言。

原因是，當斷言失敗時，測試用例的執(zhí)行就會停止。因此，您永遠不會知道測試用例中的下一個斷言是否成功。

使用pytest進行單元測試

在上一節(jié)中，我們使用了unittest模塊。Python的默認安裝安裝這個模塊。unittest模塊于2001年首次引入?；贙ent Beck和Eric Gamma開發(fā)的流行的Java單元測試框架JUnit。

另一個模塊pytest是目前最流行的Python單元測試框架。與unittest框架相比，它更具有python風格。您可以將測試用例定義為函數(shù)，而不是從基類派生。

因為pytest不在默認的Python安裝中，所以我們使用Python的包安裝程序PIP來安裝它。通過在終端中執(zhí)行以下命令，可以安裝pytest。

pip install pytest

下面我將第一個FizzBuzz測試用例轉(zhuǎn)換為pytest。

def test_one_should_return_one(): 
    fizzbuzz = FizzBuzz() 
    result = fizzbuzz.filter(1) 
    assert '1' == result 

有三個不同點。首先，您不需要導(dǎo)入任何模塊。其次，您不需要實現(xiàn)一個類并從基類派生。最后，您可以使用標準的Python assert方法來代替自定義的方法。

測試裝置

您還記得，單元測試模塊使用setUp和tearDown來配置和構(gòu)建測試中的單元。相反，pytest使用@pytest.fixture屬性。在您的測試用例中，您可以使用用該屬性裝飾的方法的名稱作為參數(shù)。

pytest框架在運行時將它們連接起來，并將fizzBuzz實例注入測試用例中。

@pytest.fixture 
def fizzBuzz(): 
    return FizzBuzz() 
 
def test_one_should_return_one(fizzBuzz): 
    result = fizzBuzz.filter(1) 
    assert result == '1' 
 
def test_two_should_return_two(fizzBuzz): 
    result = fizzBuzz.filter(2) 
    assert result == '2' 

如果您想要模擬單元測試tearDown()方法的行為，可以使用相同的方法來實現(xiàn)。不使用return，而是使用yield關(guān)鍵字。然后，您可以將清理代碼放在yield之后。

@pytest.fixture 
def fizzBuzz(): 
    yield FizzBuzz() 
    # put your clean up code here 

pytest標記

標記是可以在測試各種函數(shù)時使用的屬性。例如，如果您將跳過標記添加到您的測試用例中，測試運行器將跳過測試。

@pytest.mark.skip(reason="WIP") 
def test_three_should_return_fizz(fizzBuzz): 
    result = fizzBuzz.filter(3) 
    assert result == 'Fizz' 

pytest插件生態(tài)系統(tǒng)

pytest有很多插件可以添加額外的功能。到我寫這篇文章的時候，已經(jīng)有將近900個插件了。例如，pytest-html和pytest-sugar。

pytest-html

pytest- HTML是pytest的插件，它為測試結(jié)果生成HTML報告。當您在構(gòu)建服務(wù)器上運行單元測試時，這非常有用。

pytest-sugar

pytest-sugar改變pytest的默認外觀和感覺。它會添加一個進度條，并立即顯示失敗的測試。

創(chuàng)建代碼覆蓋率報告

有一些工具可以創(chuàng)建代碼覆蓋率報告。這個代碼覆蓋率報告顯示了您的單元測試執(zhí)行了哪些代碼。

我使用Coverage和pytest-cov來創(chuàng)建代碼覆蓋率報告。覆蓋率是度量代碼覆蓋率的通用包。模塊pytest-cov是pytest的一個插件，用于連接到Coverage。

都可以使用pip安裝。

pip install coverage 
 
pip install pytest-cov 

在您安裝了這兩個命令之后，您可以使用這兩個命令生成覆蓋率報告。在終端或命令中運行它們。

coverage run -m pytest 
 
coverage html 

第一個生成覆蓋率數(shù)據(jù)。第二個命令將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為HTML報告。Coverage將報告存儲在文件系統(tǒng)的htmlcov文件夾中。

如果你在瀏覽器中打開index.html，它會顯示每個文件覆蓋率的概覽。

如果您選擇一個文件，它將顯示下面的屏幕。覆蓋率向源代碼添加了一個指示，顯示單元測試覆蓋了哪一行。

下面我們看到我們的單元測試并沒有涵蓋第12行和第16行。

分支覆蓋度量

覆蓋率還支持分支覆蓋率度量。有了分支覆蓋率，如果您的程序中有一行可以跳轉(zhuǎn)到下一行以上，覆蓋率跟蹤是否訪問了這些目的地。

您可以通過執(zhí)行以下命令來創(chuàng)建帶有分支覆蓋率的覆蓋率報告。

pytest——cov-report html:htmlcov——cov-branch——cov=alarm 

我指示pytest生成一個帶有分支覆蓋的HTML覆蓋報告。它應(yīng)該將結(jié)果存儲在htmlcov中。而不是為所有文件生成覆蓋率報告，我告訴覆蓋率只使用alarm.py。