測試的概念

長期以來，我所接觸的軟件開發(fā)人員很少有人能在開發(fā)的過程中進(jìn)行測試工作。大部分的項目都是在終驗收的時候編寫測試文檔。有些項目甚至沒有測試文檔�，F(xiàn)在情況有了改變。我們一直提倡UML、RUP、軟件工程、CMM，目的只有一個，提高軟件編寫的質(zhì)量。舉一個極端的例子：如果你是一個超級程序設(shè)計師，一個傳奇般的人物。（你可以一邊喝咖啡，一邊聽著音樂，同時編寫這操作系統(tǒng)中關(guān)于進(jìn)程調(diào)度的模塊，而且兩天時間內(nèi)完成了�。┪艺娴贸姓J(rèn)，有這樣的人。（那個編寫UNIX中的vi編輯器的家伙是這種人。）然而非常遺憾的是這些神仙們并沒有留下如何修成正果的README。所以我們這些凡人－－在同一時間只能將注意力集中到若干點（據(jù)科學(xué)統(tǒng)計，我并不太相信，一般的人只能同時考慮多7個左右的問題，高手可以達(dá)到12個左右），而不能既縱覽全局又了解細(xì)節(jié)－－只能期望于其他的方式來保證我們所編寫的軟件質(zhì)量。

為了說明我們這些凡人是如何的笨。有一個聰明人提出了軟件熵（software entropy）的概念：一個程序從設(shè)計很好的狀態(tài)開始，隨著新的功能不斷地加入，程序逐漸地失去了原有的結(jié)構(gòu)，終變成了一團亂麻。你可能會爭辯，在這個例子中，設(shè)計很好的狀態(tài)實際上并不好，如果好的話，不會發(fā)生你所說的情況。是的，看來你變聰明了，可惜你還應(yīng)該注意到兩個問題：1)我們不能指望在恐龍紀(jì)元（大概是十年前）設(shè)計的結(jié)構(gòu)到了現(xiàn)在也能適用吧。2)擁有簽字權(quán)的客戶代表可不理會加入一個新功能是否會對軟件的結(jié)構(gòu)有什么影響，即便有影響也是程序設(shè)計人員需要考慮的問題。如果你拒絕加入這個你認(rèn)為致命的新功能，那么你很可能失去了你的住房貸款和面包（對中國工程師來說也許是米飯或面條，要看你是南方人還是北方人）。

另外，需要說明的是我看過的一些講解測試的書都沒有我寫的這么有人情味（不好意思...）。我希望看到這片文章的兄弟姐妹能很容易地接受測試的概念，并付諸實施。所以有些地方寫的有些夸張，歡迎對測試有深入理解的兄弟姐妹能體察民情，并不吝賜教。

好了，我們現(xiàn)在言歸正傳。要測試，要明白測試的目的。我認(rèn)為測試的目的很簡單也極具吸引力：寫出高質(zhì)量的軟件并解決軟件熵這一問題。想象一下，如果你寫的軟件和Richard Stallman（GNU、FSF的頭兒）寫的一樣有水準(zhǔn)的話，是不是很有成感？如果你一致保持這種高水準(zhǔn)，我保證你的薪水也會有所變動。

測試也分類，白箱測試、黑箱測試、單元測試、集成測試、功能測試...。我們先不管有多少分類，如何分類。先看那些對我們有用的分類，關(guān)于其他的測試，有興趣的人可參閱其他資料。白箱測試是指在知道被測試的軟件如何（How）完成功能和完成什么樣（What）的功能的條件下所作的測試。一般是由開發(fā)人員完成。因為開發(fā)人員了解自己編寫的軟件。本文也是以白箱測試為主。黑箱測試則是指在知道被測試的軟件完成什么樣（What）的功能的條件下所作的測試。一般是由測試人員完成。黑箱測試不是我們的重點。本文主要集中在單元測試上，單元測試是一種白箱測試。目的是驗證一個或若干個類是否按所設(shè)計的那樣正常工作。集成測試則是驗證所有的類是否能互相配合，協(xié)同完成特定的任務(wù)，目前我們暫不關(guān)心它。下面我所提到的測試，除非特別說明，一般都是指單元測試。

需要強調(diào)的是：測試是一個持續(xù)的過程。也是說測試貫穿與開發(fā)的整個過程中，單元測試尤其適合于迭代增量式（iterative and incremental）的開發(fā)過程。Martin Fowler（有點兒像引用孔夫子的話）甚至認(rèn)為：“在你不知道如何測試代碼之前，不應(yīng)該編寫程序。而一旦你完成了程序，測試代碼也應(yīng)該完成。除非測試成功，你不能認(rèn)為你編寫出了可以工作的程序。”我并不指望所有的開發(fā)人員都能有如此高的覺悟，這種層次也不是一蹴而的。但我們一旦了解測試的目的和好處，自然會堅持在開發(fā)過程中引入測試。

因為我們是測試新手，我們也不理會那些復(fù)雜的測試原理，先說一說簡單的:測試是比較預(yù)期的結(jié)果是否與實際執(zhí)行的結(jié)果一致。如果一致則通過，否則失敗�？聪旅娴睦�子：

//將要被測試的類
public class Car {
    public int getWheels() {
return 4;
}
}

//執(zhí)行測試的類
public class testCar {
public static void main（String[] args) {
testCar myTest = new testCar();
myTest.testGetWheels();
}

public testGetWheels() {
int expectedWheels = 4;
Car myCar = Car();
if (expectedWheels==myCar.getWheels())
System.out.println("test [Car]: getWheels works perfected!");
else
System.out.println("test [Car]: getWheels DOESN'T work!");
}
}

如果你立即動手寫了上面的代碼，你會發(fā)現(xiàn)兩個問題，第一，如果你要執(zhí)行測試的類testCar，你必須必須手工敲入如下命令：

[Windows] d:>;java testCar
   [Unix] ％ java testCar

即便測試如例示的那樣簡單，你也有可能不愿在每次測試的時候都敲入上面的命令，而希望在某個集成環(huán)境中(IDE)點擊一下鼠標(biāo)能執(zhí)行測試。后面的章節(jié)會介紹到這些問題。第二，如果沒有一定的規(guī)范，測試類的編寫將會成為另一個需要定義的標(biāo)準(zhǔn)。沒有人希望查看別人是如何設(shè)計測試類的。如果每個人都有不同的設(shè)計測試類的方法，光維護被測試的類夠煩了，誰還顧得上維護測試類？另外有一點我不想提，但是這個問題太明顯了，測試類的代碼多于被測試的類！這是否意味這雙倍的工作？不！1）不論被測試類－Car 的 getWheels 方法如何復(fù)雜，測試類－testCar 的testGetWheels 方法只會保持一樣的代碼量。2）提高軟件的質(zhì)量并解決軟件熵這一問題并不是沒有代價的。testCar是代價。

我們目前所能做的是盡量降低所付出的代價：我們編寫的測試代碼要能被維護人員容易的讀取，我們編寫測試代碼要有一定的規(guī)范。好IDE工具可以支持這些規(guī)范。 好了，你所需要的是JUnit。一個Open Source的項目。用其主頁上的話來說是：“JUnit是由 Erich Gamma 和 Kent Beck 編寫的一個回歸測試框架（regression testing framework）。用于Java開發(fā)人員編寫單元測試之用。”所謂框架是 Erich Gamma 和 Kent Beck 定下了一些條條框框，你編寫的測試代碼必須遵循這個條條框框：繼承某個類，實現(xiàn)某個接口。其實也是我們前面所說的規(guī)范。好在JUnit目前得到了大多數(shù)軟件工程師的認(rèn)可。遵循JUnit我們會得到很多的支持�；貧w測試是你不斷地對所編寫的代碼進(jìn)行測試：編寫一些，測試一些，調(diào)試一些，然后循環(huán)這一過程，你會不斷地重復(fù)先前的測試，哪怕你正編寫其他的類，由于軟件熵的存在，你可能在編寫第五個類的時候發(fā)現(xiàn)，第五個類的某個操作會導(dǎo)致第二個類的測試失敗。通過回歸測試我們抓住了這條大Bug。

回歸測試框架-JUnit
通過前面的介紹，我們對JUnit有了一個大概的輪廓。知道了它是干什么的。現(xiàn)在讓我們動手改寫上面的測試類testCar使其符合Junit的規(guī)范－－能在JUnit中運行。

//執(zhí)行測試的類（JUnit版）
import junit.framework.*;

public class testCar extends TestCase {

protected int expectedWheels;
protected Car myCar;

public testCar(String name) {
super(name);
}

protected void setUp() {
expectedWheels = 4;
myCar = new Car();
}

public static Test suite() {
/*
 * the type safe way
 *
TestSuite suite= new TestSuite();
suite.addTest(
new testCar("Car.getWheels") {
 protected void runTest() { testGetWheels(); }
}
);
return suite;
*/

/*
 * the dynamic way
 */
return new TestSuite(testCar.class);
}

public void testGetWheels() {
assertEquals(expectedWheels， myCar.getWheels());
}
}