单元测试基础

一、什么是单元测试

单元测试,对软件在设计的最小单元中 进行正确性检测的测试,将可能存在的错误在最小范围内发现并解决。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。当然,在具体的测试实现中,也可能对应的是多个程序文件中的一组函数。单元具有一些基本属性,如明确的功能、规格定义、明确与其他部分的接口定义等,可以清晰的与同一程序的其它单元划分。

二、执行单元测试的目的

发现模块内部逻辑、语法、算法和功能错误。
单元测试主要是基于白盒测试:

  • 验证代码与设计相符度。
  • 发现设计和需求中存在错误。
  • 发现在编码过程中引入的错误。

三、单元测试环境

单元本身不是一个独立的程序,一个完整的可运行的软件系统有若干个单元组成,所以必须为每个单元测试开发驱动单元和桩单元。

驱动单元(Driver)

所测函数的主程序,它接收测试数据,并把数据传递给所测试单元,最后再输出实际测试结果,当被测单元能完成相关单元时,也可以不需要驱动单元。

  • 接收测试数据,包含测试用例输入和预期输出。
  • 把测试用例输入传送给要测试的单元。
  • 将被测单元的实际输出和预期进行比较,得到测试结果。
  • 将测试结果输出到指定的位置。

桩单元(Stub)

用来代替所测单元调用的子单元。

  • 桩单元的功能是从测试角度模拟被调用的单元。
  • 桩单元需要针对不同的输入,返回不同的期望值,模拟不同的功能。

驱动单元执行被测函数得到实际的测试结果,那被测函数可能有其他依赖的函数,我们就要使用桩函数替代被测函数依赖的函数,驱动单元的执行依赖桩函数的正确性。
在展开测试的时候,有相应的测试策略可以使用。

四、单元测试的测试策略

孤立的测试策略

不考虑每个模块与其他模块之间的关系,为每个模块设计桩模块和驱动模块,每个模块进行独立的单元测试。
优点是:

  • 该方法最简单,容易操作。
  • 可以达到很高的结构覆盖率。
  • 可以展开并行。

该方法是纯粹的单元测试。

缺点是:

  • 桩函数和驱动函数工作量很大,效率不高。

自顶向下测试测试策略

方法是先对最顶层的单元进行测试,把顶层所调用的单元做成桩模块,其次对于第二层进行测试,使用上面已经测试的单元做驱动模块,如此类推直到测试完所有的模块。
优点是:

  • 可以节省驱动函数的开发工作量,测试效率高。

缺点是:

  • 随着被测单元的增加,测试过程变得越来越复杂,并且开发和维护成本将增加

自底向上的测试策略

方法是先对模块调用层次图上最底层的模块进行单元测试,模拟调用该模块的模块做驱动模块,然胡再对上面一层做单元测试,用下面已被测试过的模块做桩模块,一次类推, 直到测试完所有的模块。
优点是

  • 可以节省桩函数的开发工作量,测试效率高。

缺点是

  • 不是纯粹的单元测试,底层函数的测试质量对上层函数的测试将产生很大的影响。
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