自底向上的单元测试&&程序设计思想
自底向上的单元测试
- 方法
- 先对最底层的基本单元进行测试，模拟调用该单元的单元做驱动模块。然后再对上面一层进行测试，用下面已被测试过的单元做桩模块。依此类推，直到测试完所有单元。
- 优点
- 在集成测试前提供系统早期的集成途径。不需要开发桩模块。
- 缺点
- 随着测试的进行，测试过程越来越复杂。
- 总结
- 比较合理的单元测试策略，但测试周期较长。
自底向上实现与单元测试
自顶向下设计设计是创建层次化的模块结构的过程，而从实现的角度看，我们又是采取了相反的过程，即自底向上的实现。从结构图的底层开始实现每一个函数，然后上一层模块 自然得到实现。就这样自底向上，直至主程序得到完全的实现。
在模块化编程中，测试程序最适合采用单元测试技术，即先分别测试每一个小模块，然 后再逐步测试较大的模块，直至最后测试完整程序。以 calendar 程序为例，当我们实现了 days(y,m)函数后，就应该来测试此函数是否能完成预定的功能——返回 y 年 m+1 月有多 少天。我们可以将 days(y,m)的定义存入一个模块文件（假设文件名是 moduletest.py）， 然后导入该文件并测试函数。下面是测试 days 函数的一个会话过程：
>>> from moduletest import days
>>> days(1900,0)
31
>>> days(1900,1)
28
>>> days(1900,11)
31
>>> days(2000,1)
29
>>> days(2012,1)
29
>>> days(2012,10)
30
注意，测试时应当使测试数据尽量覆盖所有关键情形。在我们的测试例子中，测试了合 法数据的边界情形 1900 年 1 月，也测试了 1900 年 2 月（这个年份虽然能被 4 整除但却不是闰年），还测试了 2000 年（能被 400 整除）是否闰年。所有测试结果都表明这个函数实现正 确。
单元测试技术独立地测试每一个函数，这样能更容易定位程序错误。如果较小模块都正 确，那么由它们组成的较大模块出现错误的可能性也就较小。最终测试完整程序时，就更有 希望通过测试。
最后，为了完整起见，我们将前面所有的代码汇集起来列在下面。
【程序 4.8】calendar.py
# calendar.py
def getYear():
print "This program prints the calendar of a given year."
year = input("Please enter a year (after 1900): ")
return year
def firstDay(year):
k = leapyears(year)
n = (year - 1900) * 365 + k return (n + 1) % 7
def leapyears(year): count = 0
for y in range(1900,year):
if y%4 == 0 and (y%100 != 0 or y%400 == 0):
count = count + 1
return count
def printCalendar(year,w): print
print "=========== " + str(year) + " =========="
first = w
for month in range(12):
heading(month)
first = oneMonth(year,month,first)
def heading(m):
months = ["Jan","Feb","Mar","Apr","May","Jun","Jul","Aug","Sept","Oct","Nov","Dec"]
print " %s " % (months[m])
print "Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun"
def oneMonth(year,month,first): d = days(year,month)
frame = layout(first,d)
printMonth(frame) return (first + d) % 7
def days(y,m):
month_days = [31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31]
d = month_days[m]
if (m == 1) and (y%4 == 0 and (y%100 != 0 or y%400 == 0)):
d = d + 1
return d
def layout(first,d): frame = 42 * [""]
if first == 0:
first = 7
j = first - 1
for i in range(1,d+1):
frame[j] = i
j = j + 1
return frame
def printMonth(frame):
for i in range(42):
print "%3s" % (frame[i]),
if (i+1)%7 == 0:
print
def main():
year = getYear()
w = firstDay(year)
printCalendar(year,w)
main()
4.3.5 开发过程小结
calendar 程序的完整开发过程，展示了自顶向下设计方法的强大能力。当面临一个复杂 问题而感到无从下手的时候，可以尝试将原始问题分解为若干个子问题，然后再去考虑每个 子问题的解决方案。这个分解过程可以重复进行，从结构图的顶层开始，自顶向下逐步求精， 直至得到所有子问题的精确代码。
自顶向下设计过程可以概括为以下四个步骤：
（1）将问题分解为若干子问题；
（2）为每个子问题设计一个函数接口；
（3）将原问题的算法用各子问题对应的函数接口来表达；
（4）对每个子问题重复（1）～（3）的过程。 经过以上步骤，高层的抽象接口在低层逐步得到细化，最终到达可以直接用 Python 基
本语句实现的层次。 自顶向下设计是编写复杂程序的重要工具，虽然这种方法会导致很多小模块（函数），看上去设计起来有点麻烦，但这其实是事半而功倍的方法。事实上不采用模块化方法是不可 能设计出复杂系统的。
模块化设计和单元测试都是分离关注点原则的具体体现，前者使我们能够设计复杂程 序，后者使我们能够调试复杂程序。作为初学者，应当不断地实践模块化方法，让模块化思 想和方法变成自己的本能思维方式。
