实验五 单元测试
一、实验目的
1）掌握单元测试的方法;
- 学习XUnit测试原理及框架；
3）掌握使用测试框架进行单元测试的方法和过程;
二、实验内容与要求
1.了解单元测试
1.1单元测试的原理
单元测试（unit testing），是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。对于单元测试中单元的含义，一般来说，要根据实际情况去判定其具体含义，如C语言中单元指一个函数，Java里单元指一个类，图形化的软件中可以指一个窗口或一个菜单等。总的来说，单元就是人为规定的最小的被测功能模块。单元测试是在软件开发过程中要进行的最低级别的测试活动，软件的独立单元将在与程序的其他部分相隔离的情况下进行测试。单元测试是由程序员自己来完成，最终受益的也是程序员自己。可以这么说，程序员有责任编写功能代码，同时也就有责任为自己的代码编写单元测试。执行单元测试，就是为了证明这段代码的行为和我们期望的一致。
单元测试的内容包括
- 模块接口测试
- 局部数据结构测试
- 路径测试
- 错误处理测试
- 边界测试
（1）模块接口测试
模块接口测试是单元测试的基础。只有在数据能正确流入、流出模块的前提下，其他测试才有意义。模块接口测试也是集成测试的重点，这里进行的测试主要是为后面打好基础。测试接口正确与否应该考虑下列因素
- 输入的实际参数与形式参数的个数是否相同
- 输入的实际参数与形式参数的属性是否匹配
- 输入的实际参数与形式参数的量纲是否一致
- 调用其他模块时所给实际参数的个数是否与被调模块的形参个数相同；
- 调用其他模块时所给实际参数的属性是否与被调模块的形参属性匹配；
- 调用其他模块时所给实际参数的量纲是否与被调模块的形参量纲一致；
- 调用预定义函数时所用参数的个数、属性和次序是否正确；
- 是否存在与当前入口点无关的参数引用；
- 是否修改了只读型参数；
- 对全程变量的定义各模块是否一致；
- 是否把某些约束作为参数传递。
如果模块功能包括外部输入输出，还应该考虑下列因素：
-
文件属性是否正确；
-
OPEN/CLOSE语句是否正确；
-
格式说明与输入输出语句是否匹配；
-
缓冲区大小与记录长度是否匹配；
-
文件使用前是否已经打开；
-
是否处理了文件尾；
-
是否处理了输入/输出错误；
-
输出信息中是否有文字性错误。
-
局部数据结构测试；
-
边界条件测试；
-
模块中所有独立执行通路测试；
（2）局部数据结构测试
检查局部数据结构是为了保证临时存储在模块内的数据在程序执行过程中完整、正确，局部功能是整个功能运行的基础。重点是一些函数是否正确执行，内部是否运行正确。局部数据结构往往是错误的根源，应仔细设计测试用例，力求发现下面几类错误：
-
不合适或不相容的类型说明；
-
变量无初值；
-
变量初始化或省缺值有错；
-
不正确的变量名（拼错或不正确地截断）；
-
出现上溢、下溢和地址异常。
（3）边界条件测试
边界条件测试是单元测试中最重要的一项任务。众所周知，软件经常在边界上失效，采用边界值分析技术，针对边界值及其左、右设计测试用例，很有可能发现新的错误。边界条件测试是一项基础测试，也是后面系统测试中的功能测试的重点，边界测试执行的较好，可以大大提高程序健壮性。
（4）独立路径测试
在模块中应对每一条独立执行路径进行测试，单元测试的基本任务是保证模块中每条语句至少执行一次。测试目的主要是为了发现因错误计算、不正确的比较和不适当的控制流造成的错误。具体做法就是程序员逐条调试语句。常见的错误包括：
-
误解或用错了算符优先级；
-
混合类型运算；
-
变量初值错；
-
精度不够；
-
表达式符号错。
（5）错误处理测试
检查模块的错误处理功能是否包含有错误或缺陷。例如，是否拒绝不合理的输入;出错的描述是否难以理解、是否对错误定位有误、是否出错原因报告有误、是否对错误条件的处理不正确;在对错误处理之前错误条件是否已经引起系统的干预等。
通常单元测试在编码阶段进行。在源程序代码编制完成，经过评审和验证，确认没有语法错误之后，就开始进行单元测试的测试用例设计。利用设计文档，设计可以验证程序功能、找出程序错误的多个测试用例。对于每一组输入，应有预期的正确结果。
1.2 测试框架
xUnit是各种代码驱动测试框架的统称,这些框架可以测试 软件的不同内容(单元),比如函数和类。xUnit框架的主要优点是,它提供了一个自动化测试的解决方案。可以避免多次编写重复的测试代码。底层是xUnit的framwork，xUnit的类库，提供了对外的功能方法、工具类、api等
TestCase(具体的测试用例)去使用framwork
TestCase执行后会有TestResult
使用TestSuite控制TestCase的组合
TestRunner执行器，负责执行case
TestListener过程监听，监听case成功失败以及数据结果，输出到结果报告中
1.3面向特定语言的，基于xUnit框架的自动化测试框架
Junit ： 主要测试用Java语言编写的代码
CPPunit：主要测试用C++语言编写的代码
unittest ， PyUnit：主要测试用python语言编写的代码
MiniUnit: 主要用于测试C语言编写的代码
使用Java语言，eclipse作为ide，使用junit进行单元测试
安装与配置junit
项目名称右击，打开properties，点击Java build path，点击classpath进入选择JUnit点击next
选择想用的JUnit 这里我选择的是JUnit 4
为了方便管理，右击该项目并且建立一个包来存放文件，生成JUnit测试框架
点击下一步来确定测试的项目
在弄好有关JUnit检测后，打开要运行的包，会发现包下面有一个Junit 4证明安装成功了
紧接着来运行代码
一开始打开的时候是这样的界面，其中需要的代码要自己手动去填写
将代码填好了之后来运行JUnit Test
实验结果如下：
执行代码：
package sizeyunsuan;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class Test2Test {
@Before
public void setUp() throws Exception {
}
@Test
public void testMain() {
System.out.println("输入测试题数目：");
final Scanner sc = new Scanner(System.in);
final int number = sc.nextInt();
double right = 0;
double wrong = 0;
for (int i = 0; i < number; i++) {
System.out.println("第" + (i + 1) + "道题,请在下方输入答案：");
final double op1 = (int) (Math.random() * 10);
final double op2 = (int) (Math.random() * 10);
final Random r3 = new Random();
final int m = r3.nextInt(4);
final char[] chs = { '+', '-', '*', '/' };
final String Operator = String.valueOf(chs[m]);
// 生成题目
if (Operator.equals("+")) {
System.out.println(op1 + "+" + op2 + "=");
final boolean b = add(op1, op2);
if (b == true) {
right++;
System.out.println("right! ");
} else {
wrong++;
System.out.println("no ");
System.out.println("right answer: " + (op1 + op2));
}
} else if (Operator.equals("-")) {
System.out.println(op1 + "-" + op2 + "=");
final boolean b = minus(op1, op2);
if (b == true) {
right++;
System.out.println("right! ");
} else {
wrong++;
System.out.println("no ");
System.out.println("right answer: " + (op1 - op2));
}
} else if (Operator.equals("*")) {
System.out.println(op1 + "×" + op2 + "=");
final boolean b = times(op1, op2);
if (b == true) {
right++;
System.out.println("right! ");
} else {
wrong++;
System.out.println("no ");
System.out.println("right answer: " + (op1 * op2));
}
} else {
System.out.println(op1 + "÷" + op2 + "=");
final boolean b = Div(op1, op2);
if (b == true) {
right++;
System.out.println("right! ");
} else {
wrong++;
System.out.println("no ");
System.out.println("right answer: " + op1 / op2);
}
}
}
System.out.println("做对了" + right + "道题.");
System.out.println("做错了" + wrong + "道题.");
System.out.println("正确率为" + (right / (wrong + right)) * 100 + "%");
}
private static boolean add(final double x, final double y) {
final Scanner sc = new Scanner(System.in);
final double num1 = sc.nextDouble();
final double result = x + y;
if (num1 == result) {
return true;
} else {
return false;
}
}
private static boolean minus(final double x, final double y) {
final Scanner sc = new Scanner(System.in);
final double num1 = sc.nextDouble();
final double result = x - y;
if (num1 == result) {
return true;
} else {
return false;
}
}
private static boolean times(final double x, final double y) {
final Scanner sc = new Scanner(System.in);
final double num1 = sc.nextDouble();
final double result = x * y;
if (num1 == result) {
return true;
} else {
return false;
}
}
private static boolean Div(final double x, final double y) {
final Scanner sc = new Scanner(System.in);
final double num1 = sc.nextDouble();
final double result = x / y;
if (num1 == result) {
return true;
} else {
return false;
}
}
}
push测试报告和测试代码到各自的github仓库
思考题
比较以下二个工匠的做法，你认为哪种好？结合编码和单元测试，谈谈你的认识。
答：我认为工匠一的做法更好一点，因为工匠一是循序渐进的，虽然可能有点慢，但是质量很高，而工匠二的做法虽然做起来速度很快，但是后期的维护和修理工作量很大，而且质量也不一定有的保证。
小结：本次实验是单元测试，主要是测试之前自己写的代码，虽然不是很难，但是因为之前的代码过长，所以消耗的时间就比较多了，也使我明白到了代码的简便的好处，在后面的程序代码中，要尽量代码简便和功能实现，而且代码的规范也很重要，这样写出来的代码看起来清楚明了。
