如何使用Python進行單元測試
在本文中，我將通過討論以下主題來研究如何使用Python創建單元測試。
- 單元測試基礎
- 可用的Python測試框架
- 測試設計原則
- 代碼覆蓋率
單元測試基礎
我使用FizzBuzz編碼方式創建了單元測試示例。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。單元測試應該運行得很快。與文件系統、數據庫或網絡交互的測試不是單元測試。
為了在Python中創建第一個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驗證結果。assertEqual方法。方法的第一個參數是預期的結果，第二個參數是實際的結果。
測試用例
我們在測試用例FizzBuzzTest類中調用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驗證結果。assertEqual方法。方法的第一個參數是預期的結果，第二個參數是實際的結果。
如果您查看這兩個測試用例，您會看到它們都創建了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FizzBuzz實例的創建，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方法創建FizzBuzz類的實例。TestCase基類的設置在每個測試用例之前執行。
另一個方法tearDown是在每個單元測試執行之后調用的。你可以用它來清理或關閉資源。
測試夾具
方法的設置和拆卸是測試夾具的一部分。測試夾具用于配置和構建被測試單元。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
測試運行程序是執行所有單元測試并報告結果的程序。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該一起運行的測試用例。
單元測試設計
測試用例應該被很好地設計。考試的名稱和結構是最重要的。
測試用例名稱
測試的名稱非常重要。它就像一個總結考試內容的標題。如果測試失敗，你首先看到的就是它。因此，名稱應該清楚地表明哪些功能不起作用。
測試用例名稱的列表應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。
構造測試用例方法體
一個設計良好的測試用例由三部分組成。第一部分，安排、設置要測試的對象。第二部分，Act，練習被測單元。最后，第三部分，斷言，對應該發生的事情提出主張。
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。基于Kent Beck和Eric Gamma開發的流行的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，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，您不需要導入任何模塊。其次，您不需要實現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。
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。不使用return，而是使用yield關鍵字。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插件生態系統
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，它為測試結果生成HTML報告。當您在構建服務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。
創建代碼覆蓋率報告
有一些工具可以創建代碼覆蓋率報告。這個代碼覆蓋率報告顯示了您的單元測試執行了哪些代碼。
我使用Coverage和pytest-cov來創建代碼覆蓋率報告。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據。第二個命令將數據轉換為HTML報告。Coverage將報告存儲在文件系統的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。
您可以通過執行以下命令來創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。它應該將結果存儲在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。
