TDD中的单元测试

TDD中的单元测试写多少才够？

 

测试驱动开发（TDD）已经是耳熟能详的名词，既然是测试驱动，那么测试用例代码就要写在开发代码的前面。但是如何写测试用例？写多少测试用例才够？我想大家在实际的操作过程都会产生这样的疑问。

3月15日，我参加了thoughtworks组织的“结对编程和TDD Openworkshop”活动，聆听了tw的资深咨询专家仝（tong2）键的精彩讲解，并在讲师的带领下实际参与了一次TDD和结对编程的过程。活动中，仝键老师对到底写多少测试用例才够的问题，给出了下面一个解释：

我们写单元测试，有一个重要的原因是用来防止自己犯低级错误的。我们不能把写实现代码的人当作我们的敌人，一定要把全部情况都测到，以防止他们在里面故意留下各种隐蔽的陷阱。测试写的再多可能也没有办法覆盖全部情况，所以只要能让自己感到安全即可。怎样才能让自己感到安全呢？这是没有标准答案的，只能是写多了测试以后慢慢体会。

另外，写测试也要花时间的，比如compare这个方法的实现部分，我们只花了一两分钟就写完了，而这些测试代码，我们花了足足半个多小时，这样做值得吗？对于简单的业务逻辑来说，当然是不值得的，毕竟我们还很多工作等着做，老板花钱是为了我们的产品代码，而不是测试代码。

再考虑一种情况，我要创业，想了一个点子，做了一个网站，我当然是想以最快的速度把它做成型让别人用。如果我在完全不知道人们会不会喜欢的时候，先花大量时间写测试，最后发现没人用只能丢掉，这些测试岂不是白写了。

所以还是上面那句话：单元测试是让你提升自己对代码的信心的，只要你感觉安全可以继续开发时就够了，不是越多越好。

我相信上面一段解释对于本文中提出的问题大家都没有什么异议。但是这里我们不考虑特殊情况，在实际操作中，是否有办法对单元测试这一工作进行衡量？来判断是否足够？

使用代码覆盖率来衡量单元测试是否足够

常见的代码覆盖率有下面几种：

• 语句覆盖（Statement Coverage）：这是最常用也是最常见的一种覆盖方式，就是度量被测代码中每个可执行语句是否被执行到了。
• 判定覆盖（Desicion Coverage）：它度量程序中每一个判定的分支是否都被测试到了。
• 条件覆盖（Condition Coverage）：它度量判定中的每个子表达式结果true和false是否被测试到了。
• 路径覆盖（Path Coverage）：它度量了是否函数的每一个分支都被执行了。

前三种覆盖率大家可以查看下面的引用的第3篇文章，这里就不再多说。我们通过一个例子，来看看路径覆盖。比如下面的测试代码中有两个判定分支

int foo(int a, int b)
{
    int nReturn = 0;
    if (a < 10)
    {// 分支一
        nReturn+= 1;
    }
    if (b < 10)
    {// 分支二
        nReturn+= 10;
    }
    return nReturn;
}

我们仔细看看逻辑，nReturn的结果一共有4种可能，我们通过路径覆盖的方法设计出来的测试用例：

用例	参数	返回值
Test Case 1	a=5, b=5	0
Test Case 2	a=15, b=5	1
Test Case 3	a=5, b=15	10
Test Case 1	a=15, b=15	11

Perfect。但是实际中的代码往往比上面的例子复杂，如果代码中有5个if-else，那么按照路径覆盖的方法，至少需要2⁵=32个测试用例。这样简直要疯掉了。

没必要追求代码覆盖率，真正要覆盖的是逻辑

简单追求代码结构上的覆盖率，容易导致产生大量无意义的测试用例或者无法覆盖关键业务逻辑。我们再看看上面解释的第一段话。

我们写单元测试，有一个重要的原因是用来防止自己犯低级错误的。我们不能把写实现代码的人当作我们的敌人，一定要把全部情况都测到，以防止他们在里面故意留下各种隐蔽的陷阱。测试写的再多可能也没有办法覆盖全部情况，所以只要能让自己感到安全即可。怎样才能让自己感到安全呢？这是没有标准答案的，只能是写多了测试以后慢慢体会。

怎么才算让自己感到安全？覆盖逻辑，而不是代码。站在使用者的角度考虑，需要关心的是软件实现逻辑，而不是覆盖率。如下面的例子：

public class UserBusiness
    {
        public string CreateUser(User user)
        {
            string result = "success";

            if (string.IsNullOrEmpty(user.Username))
            {
                result = "usename is null or empty";
            }
            else if (string.IsNullOrEmpty(user.Password))
            {
                result = "password is null or empty";
            }
            else if (user.Password != user.ConfirmPassword)
            {
                result = "password is not equal to confirmPassword";
            }
            else if (string.IsNullOrEmpty(user.Creator))
            {
                result = "creator is null or empty";
            }
            else if (user.CreateDate == new DateTime())
            {
                result = "createdate must be assigned value";
            }
            else if (string.IsNullOrEmpty(user.CreatorIP))
            {
                result = "creatorIP is null or empty";
            }

            if (result != "success")
            {
                return result;
            }

            user.Username = user.Username.Trim();
            user.Password = BitConverter.ToString(MD5.Create().ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(user.Password)));

            UserDataAccess dataAccess = new UserDataAccess();
            dataAccess.CreateUser(user);

            return result;
        }
    }

在写UserBusiness.CreateUser的测试用例的时候，我们定义了下面几个单元测试用例：

[TestClass()]
    public class UserBusinessTest
    {
        private TestContext testContextInstance;

        /// <summary>
        ///Gets or sets the test context which provides
        ///information about and functionality for the current test run.
        ///</summary>
        public TestContext TestContext
        {
            get
            {
                return testContextInstance;
            }
            set
            {
                testContextInstance = value;
            }
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Username_Not_Null_Or_Empty()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User();
            string expected = "usename is null or empty";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Password_Not_Null_Or_Empty()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai"
            };
            string expected = "password is null or empty";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Password_Equal_To_ConfirmPassword()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww1231"
            };
            string expected = "password is not equal to confirmPassword";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Creator_Not_Null_Or_Empty()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww1231"
            };
            string expected = "password is not equal to confirmPassword";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_CreateDate_Assigned_Value()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww123",
                Creator = "ethan.cai"
            };
            string expected = "createdate must be assigned value";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_CreatorIP_Not_Null_Or_Empty()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww123",
                Creator = "ethan.cai",
                CreateDate = DateTime.Now
            };
            string expected = "creatorIP is null or empty";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Trim_Username()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai  ",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww123",
                Creator = "ethan.cai",
                CreateDate = DateTime.Now,
                CreatorIP = "127.0.0.1"
            };
            string expected = "ethan.cai";
            target.CreateUser(user);
            Assert.AreEqual(expected, user.Username);
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Save_MD5_Hash_Password()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai  ",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww123",
                Creator = "ethan.cai",
                CreateDate = DateTime.Now,
                CreatorIP = "127.0.0.1"
            };

            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.IsTrue("success" == actual 
                && user.Password == BitConverter.ToString(MD5.Create().ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes("a121ww123"))));
        }

        [TestMethod()]
        public void Should_Create_User_Successfully_When_User_Is_OK()
        {
            UserBusiness target = new UserBusiness();
            User user = new User()
            {
                Username = "ethan.cai  ",
                Password = "a121ww123",
                ConfirmPassword = "a121ww123",
                Creator = "ethan.cai",
                CreateDate = DateTime.Now,
                CreatorIP = "127.0.0.1"
            };
            string expected = "success";
            string actual = target.CreateUser(user);
            Assert.IsTrue(expected == actual);
        } 
    }

 

如果仅从代码覆盖率的角度来看，单元测试Should_Trim_Username、Should_Save_MD5_Hash_Password不会增加覆盖率，似乎没有必要，但是从逻辑上看，创建的账户的Username头尾不能包含空白字符，密码也不能明文存储，显然这两个用例是非常有必要的。

 

单元测试写多少才够？这个问题没有确定的答案，但原则是让你自己觉得安全。代码覆盖率高不能保证安全，真正的安全需要用测试用例覆盖逻辑。

 

例子代码：http://pan.baidu.com/s/1bneSQkf

参考文章：

• 中文维基-测试驱动开发
• Wikipedia-Test Driven Development
• 单元测试代码覆盖率浅谈

• 我讨厌单元测试：滕振宇谈如何进行单元测试