模塊單元測(cè)試與JUnit應(yīng)用

1、1.軟件測(cè)試概述1.1 什么是軟件測(cè)試 理解軟件測(cè)試的含義，首先需要了解什么是軟件： 可能大家對(duì)軟件不陌生，但對(duì)軟件準(zhǔn)確含義的理解并不十分清楚。 軟件就是為了在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)某些任務(wù)而產(chǎn)生的指令代碼和數(shù)據(jù)集合，也包括了所有與指令代碼和數(shù)據(jù)集合相聯(lián)系的表示方法。換句話說，軟件不但包含老程序源代碼，還包含了所有在需求，分析設(shè)計(jì)等階段產(chǎn)生的模型的表示方法（包括大量的標(biāo)準(zhǔn)輸出組件，數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模型，遠(yuǎn)景規(guī)劃，風(fēng)險(xiǎn)列表等等）。 明白了軟件的定義，接下來說明什么是軟件測(cè)試： 軟件測(cè)試：軟件測(cè)試是發(fā)現(xiàn)并指出軟件中存在缺陷的過程，這個(gè)過程指明和標(biāo)注問題存在的正確位置，詳細(xì)記錄導(dǎo)致問題出現(xiàn)的操作步驟，即

2、使儲(chǔ)存當(dāng)時(shí)的錯(cuò)誤狀態(tài)，以上組合在一起便于測(cè)試后問題能夠準(zhǔn)確再現(xiàn)。1.軟件測(cè)試概述1.2 軟件測(cè)試目的 G.J.Myers 在其所著的The art of Software Testing中列出了4條測(cè)試觀點(diǎn)： 軟件測(cè)試是為了發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程； 測(cè)試是為了證明程序有錯(cuò)，而不是證明程序無錯(cuò)誤； 一個(gè)好的測(cè)試用例在于它能發(fā)現(xiàn)至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤； 一個(gè)成功的測(cè)試是發(fā)現(xiàn)了至今未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤的測(cè)試。 軟件測(cè)試并不以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤為唯一目的，除此之外，還包括如下目的: 證明我們所做的是客戶所需的； 確保編碼人員正確理解設(shè)計(jì)的意圖； 通過回歸測(cè)試來保證目前運(yùn)行的程序在將來仍然可以正常工作。1.軟件測(cè)試概述1.3

3、 軟件測(cè)試原則 盡早和不斷的測(cè)試； 徹底的測(cè)試不可能； 由小到大的測(cè)試范圍； 避免檢查自己的代碼； 追溯至用戶需求； 考慮到各種輸入； 錯(cuò)誤集中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象； 跟蹤測(cè)試錯(cuò)誤結(jié)果； 合理安排測(cè)試計(jì)劃； 錯(cuò)誤的關(guān)聯(lián)和依賴； 測(cè)試結(jié)果的全面檢查； 及時(shí)更新測(cè)試。2.單元測(cè)試概述2.1 什么是單元測(cè)試 單元通俗的說就是指一個(gè)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單功能的函數(shù)。單元測(cè)試就是只用一組特定的輸入(測(cè)試用例)測(cè)試函數(shù)是否功能正常，并且返回了正確的輸出。單元測(cè)試的覆蓋種類1.語句覆蓋：語句覆蓋就是設(shè)計(jì)若干個(gè)測(cè)試用例，運(yùn)行被測(cè)試程序，使得每一條可執(zhí)行語句至少執(zhí)行一次。2.判定覆蓋（也叫分支覆蓋）：設(shè)計(jì)若干個(gè)測(cè)試用例，運(yùn)行所測(cè)程序，使

4、程序中每個(gè)判斷的取真分支和取假分支至少執(zhí)行一次。3.條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，運(yùn)行所測(cè)程序，使程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的每個(gè)可能取值至少執(zhí)行一次。4.判定條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，運(yùn)行所測(cè)程序，使程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的每個(gè)可能取值至少執(zhí)行一次，并且每個(gè)可能的判斷結(jié)果也至少執(zhí)行一次。5.條件組合測(cè)試：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，運(yùn)行所測(cè)程序，使程序中每個(gè)判斷的所有條件取值組合至少執(zhí)行一次。6.路徑測(cè)試：設(shè)計(jì)足夠的測(cè)試用例，運(yùn)行所測(cè)程序，要覆蓋程序中所有可能的路徑。2.單元測(cè)試概述2.2 單元測(cè)試誤區(qū) 單元測(cè)試不是規(guī)范單元測(cè)試是一種有力的手段，它體現(xiàn)了一種特殊文檔形式，而且可以自動(dòng)執(zhí)行，單元測(cè)

5、試提供的約束條件，似乎使它成為了整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)范，但是單元測(cè)試存在固有弊端，我們最好將單元測(cè)試看做是規(guī)范的補(bǔ)充，而不是整個(gè)規(guī)范。 它浪費(fèi)了太多的時(shí)間實(shí)踐中，進(jìn)行完整的單元測(cè)試和編寫實(shí)際的代碼所花費(fèi)的精力大致上是相同的。一旦完成了這些單元測(cè)試工作，很多BUG將被糾正，在確信已完成的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的情況下，實(shí)現(xiàn)人員能夠進(jìn)行更高效的集成工作，所以單元測(cè)試是對(duì)項(xiàng)目可用時(shí)間更高效的利用。 它僅僅是證明這些代碼做了什么簡(jiǎn)單的測(cè)試代碼做了什么，無法證明任何事情。測(cè)試不僅僅要發(fā)現(xiàn)編譯器給出的BUG，還要理解這個(gè)被測(cè)單元原本要做什么，而不是它實(shí)際做了什么。 是不是可以不進(jìn)行單元測(cè)試編碼不是一個(gè)可以一次性通過的過程，

6、你所認(rèn)為的正確局限在你的正確思維中，或者局限在某個(gè)時(shí)間段中，而當(dāng)這種正確性因?yàn)榄h(huán)境而被否定時(shí)，Bug就產(chǎn)生了 集成測(cè)試將會(huì)抓住所有的BUG測(cè)試無法達(dá)到它所應(yīng)該有的全面性，一些缺陷將被遺漏，很多BUG將被忽略。2.單元測(cè)試概述2.3 測(cè)試用例2.3.1 測(cè)試用例概念及類型 測(cè)試用例是期望值，執(zhí)行條件，實(shí)際值的集合（部分特殊測(cè)試用例包含測(cè)試數(shù)據(jù)），根據(jù)測(cè)試目的的不同可分為如下3種具體類型： 需求測(cè)試用例測(cè)試需求是否富豪需求規(guī)范。一個(gè)好的需求用例可以用少量的測(cè)試用例就能偶覆蓋所有的程序功能。 設(shè)計(jì)測(cè)試用例測(cè)試設(shè)計(jì)是否符合系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)測(cè)試用例可以涉及到需求測(cè)試用例沒有覆蓋的代碼空間（例如界面的設(shè)

7、計(jì)）。 代碼測(cè)試用例測(cè)試代碼的邏輯結(jié)構(gòu)和使用的數(shù)據(jù)。代碼測(cè)試用例是基于運(yùn)行軟件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的，它保證可以覆蓋所有的程序分支，最小的語句和輸出。2.單元測(cè)試概述2.3.2 測(cè)試用例構(gòu)成 不管哪種測(cè)試用例，都不可避免地在內(nèi)容中涉及到三類數(shù)據(jù)：正常數(shù)據(jù)，邊界值和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)： 正常數(shù)據(jù)在測(cè)試中所用的正常數(shù)據(jù)的量是最大的，而且也是最關(guān)鍵的。 邊界值邊界測(cè)試是介于正常數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)之間的一種數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)的使用多考慮0值，負(fù)值等特殊情況。 錯(cuò)誤數(shù)據(jù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是編寫與程序輸入規(guī)范不符的數(shù)據(jù)從而檢測(cè)輸入篩選，錯(cuò)誤處理等程序的分支，好的系統(tǒng)錯(cuò)誤處理語句是正常執(zhí)行語句的2倍。3.Junit單元測(cè)試3.1 Junit單元測(cè)

8、試好處 在JAVA編程環(huán)境中，Junit Framework是一個(gè)已經(jīng)被多數(shù)JAVA程序員采用和實(shí)證的優(yōu)秀測(cè)試框架。開發(fā)人員只需要按照J(rèn)unit的約定編寫測(cè)試代碼，就可以對(duì)自己要測(cè)試的代碼進(jìn)行測(cè)試。Junit單元測(cè)試有如下好處： 可以使用測(cè)試代碼與產(chǎn)品代碼分開； 針對(duì)某一個(gè)類的測(cè)試代碼通過較少的改動(dòng)便可以應(yīng)用與另一個(gè)類的測(cè)試； 易于集成到測(cè)試人員的構(gòu)建過程中，Junit和Ant的結(jié)合可以實(shí)施增量開發(fā)； Junit是公開源代碼的，可以進(jìn)行二次開發(fā)； 可以方便的對(duì)Junit進(jìn)行擴(kuò)展。3.Junit單元測(cè)試3.2 Junit安裝與配置Junit 是以jar文件（junit.jar）的形式分發(fā)的。為了

9、使用Junit的應(yīng)用程序編寫測(cè)試，只需把Junit的jar文件添加到項(xiàng)目的編譯classPath中。具體步驟如下： 從下載Junit（本次實(shí)驗(yàn)用JUnit3.8.1）； 把Junit.zip釋放到計(jì)算機(jī)目錄（例Windows下的E:）； 該目錄中，unzip會(huì)為下載的Junit創(chuàng)建一個(gè)子目錄（E:junit3.8.1）； 修改系統(tǒng)的環(huán)境變量，在系統(tǒng)變量中增加”CLASS_PATH”關(guān)鍵字，并添加字符串”E:Junit3.8.1Junit.jar”（注意，若CLASS_PATH關(guān)鍵字已經(jīng)存在，則用”;”分隔各個(gè)字符串），確定之后Junit的集成環(huán)境就可以應(yīng)用了。3.Junit單

10、元測(cè)試3.3 Junit測(cè)試設(shè)計(jì)原則 不要測(cè)試簡(jiǎn)單的事 測(cè)試任何可能出錯(cuò)的地方 測(cè)試邊界條件 作為詳細(xì)設(shè)計(jì)文檔和類文檔的衍生 自動(dòng)化 必須100%通過 測(cè)試重用 測(cè)試用例應(yīng)該獨(dú)立 測(cè)試依賴于接口3.Junit單元測(cè)試3.4 Junit核心類及接口類類/接口接口責(zé)任責(zé)任Assert類當(dāng)條件成立時(shí)，assert方法保持沉默，但若條件不成立就拋出異常TestResult類該類包含了測(cè)試中發(fā)生的所有錯(cuò)誤或者失敗Test接口可以運(yùn)行Test并把結(jié)果傳遞給TestResultTestListener接口測(cè)試中若產(chǎn)生事件（開始，結(jié)束，錯(cuò)誤，失?。?huì)通知TestListenerTestCase類該類定義了可以

11、用于運(yùn)行多項(xiàng)測(cè)試的環(huán)境（或者說固定設(shè)備）TestSuite類該類運(yùn)行一組Test Case（可包含其他test suite），它是Test的組合BaseTestRunner類Test runner用來啟動(dòng)測(cè)試用戶界面，該類即為超類。以上僅是對(duì)Junit核心類及接口的簡(jiǎn)單介紹，詳細(xì)情況請(qǐng)參閱其他參考書。4.Junit GUI4.1 Junit運(yùn)行包 Junit.runner包中定義了Junit測(cè)試框架的交互形式，該包也是整個(gè)Junit的交互框架（InterFace_Framework）。BaseTestRunner抽象類是這個(gè)包的核心，所有Junit框架和外界進(jìn)行交互的行為都被此包定義。Base

12、TestRunner抽象類分別被Junit中awtui，swingui和textui三個(gè)包中的同名TestRunner方法共同繼承，則海洋形成了三種不同的Junit交互模式，即： 字符串模式：包名為textui； Swing模式：包名為swingui。 AWT模式：包名為awtui；由于時(shí)間關(guān)系，僅對(duì)前兩種模式的操作方法做簡(jiǎn)單介紹，其他內(nèi)容請(qǐng)參考相關(guān)資料。4.Junit GUI4.2 Junit.Textui字符執(zhí)行包 Junit.textui包是Junit測(cè)試框架的第一類消息表示層包，和它的包名一樣該包所有的測(cè)試結(jié)果信息均使用文本字符串輸出到系統(tǒng)后臺(tái)，這樣也提高了整個(gè)測(cè)試執(zhí)行速度，因此該模式

13、是Junit推薦的測(cè)試執(zhí)行模式。 例：使用字符界面運(yùn)行JUnit3.8.1下的所有測(cè)試?yán)樱?在Windows下打開一個(gè)命令行窗口到 E:junit3.8.1目錄下（cd /d E:junit3.8.1 ），然后執(zhí)行如下命令： java -cp junit.jar;. junit.textui.TestRunner junit.samples.AllTests 執(zhí)行完成后，界面顯示測(cè)試所用時(shí)間及測(cè)試通過的用例個(gè)數(shù)（圓點(diǎn)表示）。4.Junit GUI4.3 Junit.Swingui圖形執(zhí)行包 Junit.Swingui包是Junit測(cè)試框架的第三類消息表示層包，和它的包名一樣該包使用了Java

14、 Swing圖形組件將所有的測(cè)試結(jié)果以圖形方式輸出，執(zhí)行的速度較慢。本次實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用該模式。例：使用圖形界面運(yùn)行JUnit3.8.1下的所有測(cè)試?yán)樱?在Windows下打開一個(gè)命令行窗口到 E:junit3.8.1目錄下（cd /d E:junit3.8.1 ）,然后執(zhí)行如下命令： java -cp junit.jar;. junit.swingui.TestRunner junit.samples.AllTests也可以執(zhí)行： java -cp junit.jar;. junit.swingui.TestRunner 命令，然后選擇執(zhí)行部分測(cè)試。 執(zhí)行完成后，界面綠色進(jìn)度條表示測(cè)試通過，紅

15、色表示測(cè)試失敗。5. Junit應(yīng)用實(shí)例演示示例1：參見程序：Calculator.java和TestCalculator.java，其中Calculator.java是被測(cè)試程序，包含簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算函數(shù)，用來實(shí)現(xiàn)加減乘除運(yùn)算； TestCalculator.java是測(cè)試程序，測(cè)試上述函數(shù)的正確性，具體操作方法如下：打開命令行窗口到該兩個(gè)程序的文件夾（例：E:testjava），執(zhí)行如下命令：Javac cp .junit3.8.1junit.jar *java；（編譯所有JAVA文件）Java cp .;.junit3.8.1junit.jar junit.swingui.TestRunn

16、er；（啟動(dòng)圖形測(cè)試界面，選擇相應(yīng)測(cè)試用例執(zhí)行即可！）5. Junit應(yīng)用實(shí)例演示示例2：參見程序： SimpleTestCase.java ，該程序并不測(cè)試其他函數(shù)的正確性，僅是對(duì)Junit中斷言方法的簡(jiǎn)單應(yīng)用，具體見程序內(nèi)容： 具體操作方法如下：打開命令行窗口到該程序的文件夾（例：E:testjava），執(zhí)行如下命令：Javac cp .junit3.8.1junit.jar *java；（編譯所有JAVA文件）執(zhí)行該測(cè)試用例有如下兩種方法：1）直接啟動(dòng)圖形界面，選擇相應(yīng)測(cè)試用例執(zhí)行，應(yīng)用如下命令：Java cp .;.junit3.8.1junit.jar junit.swingui.T

17、estRunner；2）使用Junit的Main方法：需要在程序中加入main方法（分圖形模式和文本模式），參見上述程序執(zhí)行命令如下：Java cp .;.junit3.8.1junit.jar SimpleTestCase5. Junit應(yīng)用實(shí)例演示示例3： 本示例是一個(gè)項(xiàng)目工程（工程名為eclipseSample），需要在Eclipse集成開發(fā)平臺(tái)中運(yùn)行。 該程序設(shè)計(jì)了多個(gè)接口，并編寫程序?qū)崿F(xiàn)了接口，之后對(duì)實(shí)現(xiàn)類進(jìn)行了多方測(cè)試，有興趣的同學(xué)可以好好熟悉本程序。6. Junit測(cè)試IDE 目前已經(jīng)有很多JAVA的IDE編輯工具集成了Junit插件，可以直接在其繼承編碼環(huán)境中自動(dòng)生成測(cè)試框架，例如Eclipse，NetBeans等開發(fā)工具。 相關(guān)配置開發(fā)方法可以參見其他參考書籍，在此不再詳解。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?.加深對(duì)軟件測(cè)試方法的理解；2.培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)測(cè)試用例的能力；3.重點(diǎn)掌握應(yīng)用Junit框架設(shè)計(jì)測(cè)試用例的方法。實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 編寫類似于“冒泡排序算法”、“求素?cái)?shù)”等模塊程序，