更好的代码：使用单元测试

什么是单元测试

单元测试是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的、很明确的功能是否正确。通常而言，一个单元测试是用于判断某个特定条件（或者场景）下某个特定函数的行为。

程序员有责任编写功能代码，同时也就有责任为自己的代码编写单元测试。执行单元测试，就是为了证明这段代码的行为和期望的一致。

为什么要使用单元测试

如果是编译没有通过的代码，没有任何人会愿意交付给自己的老板。

但代码通过编译，只是说明了它的语法正确；我们却无法保证它的语义也一定正确。

编写单元测试就是用来验证这段代码的行为是否与我们期望的一致。有了单元测试，我们可以自信的交付自己的代码，而没有任何的后顾之忧。

单元测试的优点

1、它是一种验证行为。

程序中的每一项功能都是测试来验证它的正确性。它为以后的开发提供支缓。就算是开发后期，我们也可以轻松的增加功能或更改程序结构，而不用担心这个过程中会破坏重要的东西。而且它为代码的重构提供了保障。这样，我们就可以更自由的对程序进行改进。

2、它是一种设计行为。

编写单元测试将使我们从调用者观察、思考。特别是先写测试（test-first），迫使我们把程序设计成易于调用和可测试的，即迫使我们解除软件中的耦合。

3、它是一种编写文档的行为。

单元测试是一种无价的文档，它是展示函数或类如何使用的最佳文档。这份文档是可编译、可运行的，并且它保持最新，永远与代码同步。

4、它具有回归性。

自动化的单元测试避免了代码出现回归，编写完成之后，可以随时随地的快速运行测试。

单元测试所要做的工作

1、它的行为和我期望的一致吗？

这是单元测试最根本的目的，我们就是用单元测试的代码来证明它所做的就是我们所期望的

2、它的行为一直和我期望的一致吗？

编写单元测试，如果只测试代码的一条正确路径，让它正确走一遍，并不算是真正的完成。软件开发是一个项复杂的工程，在测试某段代码的行为是否和你的期望一致时，你需要确认：在任何情况下，这段代码是否都和你的期望一致；譬如参数很可疑、硬盘没有剩余空间、缓冲区溢出、网络掉线的时候。

3、我可以依赖单元测试吗？

不能依赖的代码是没有多大用处的。既然单元测试是用来保证代码的正确性，那么单元测试也一定要值得依赖。

4、单元测试说明我的意图了吗？

单元测试能够帮我们充分了解代码的用法，从效果上而言，单元测试就像是能执行的文档，说明了在你用各种条件调用代码时，你所能期望这段代码完成的功能。

单元测试的覆盖种类

语句覆盖

语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程序，使得每一条可执行语句至少执行一次

判定覆盖（也叫分支覆盖）

设计若干个测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次。

条件覆盖

设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次。

判定－条件覆盖

使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次，并且每个可能的判断结果也至少执行一次。

条件组合测试

设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的所有条件取值组合至少执行一次

路径测试

设计足够的测试用例，运行所测程序，要覆盖程序中所有可能的路径。

单元测试实战

单元测试工具：

JUnit JMock Ant

实例代码：

package cn.net.inch.unittest;

public interface IBankService {
	void setInterestStrategy(IInterestStrategy interestStrategy);
	void checkout(BankAccount account);
}

package cn.net.inch.unittest;

/**
 * @author yellowcat
 * 银行相关业务
 */
public class BankService implements IBankService {
	
	private IInterestStrategy interestStrategy;
	
	public void setInterestStrategy(IInterestStrategy interestStrategy) {
		this.interestStrategy = interestStrategy;
	}

	/**
	 * 对银行账号进行结算
	 * 现有的余额等于本金加上利息所得
	 * @param account 银行账号
	 * @return void
	 * @throws EmptyAccountException 
	 */
	public void checkout(BankAccount account) {
		if (account == null || account.getId() == 0) {
			throw new EmptyAccountException("银行账号不能为空");
		}
		
		double amount = account.getAmount();
		amount += interestStrategy.calculateInterest(account.getAmount(), account.getRate());
		
		account.setAmount(amount);
	}
}

package cn.net.inch.unittest;

/**
 * @author yellowcat
 * 银行账号
 */
public class BankAccount {
	private int id; // 账号ID
	private String name; //账号名称
	private double amount; //账号余额
	private double rate; //存款利率
	
	public BankAccount(int id, String name, double amount, double rate) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.amount = amount;
		this.rate = rate;
	}
	
	public BankAccount() {
	}

	public int getId() {
		return id;
	}
	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}
	
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public double getAmount() {
		return amount;
	}
	public void setAmount(double amount) {
		this.amount = amount;
	}
	public double getRate() {
		return rate;
	}
	public void setRate(double rate) {
		this.rate = rate;
	}
	
}

package cn.net.inch.unittest;
/**
 * @author yellowcat
 *
 */
public class EmptyAccountException extends RuntimeException {

	private static final long serialVersionUID = 6403530909283386537L;

	public EmptyAccountException(String message) {
		super(message);
	}

}

package cn.net.inch.unittest;
/**
 * 
 * @author yellowcat
 *
 * 利息计算策略接口
 * 要求有两种利息计算策略:
 * 包含利息税的和不包含的
 */
public interface IInterestStrategy {
	double calculateInterest(double amount, double rate);
}

package cn.net.inch.unittest;

/**
 * @author yellowcat
 *
 */
public class InterestStrategyWithTax implements IInterestStrategy {
	private static final double INTEREST_TAX = 0.2;
	
	/* (non-Javadoc)
	 * @see cn.net.inch.unittest.IInterestStrategy#calculateInterest(double, double)
	 */
	public double calculateInterest(double amount, double rate) {
		return amount * rate * (1 - INTEREST_TAX);
	}
}

package cn.net.inch.unittest;
/**
 * @author yellowcat
 *
 */
public class InterestStrategyWithoutTax implements IInterestStrategy {

	/* (non-Javadoc)
	 * @see cn.net.inch.unittest.IInterestStrategy#calculateInterest(double, double)
	 */
	@Override
	public double calculateInterest(double amount, double rate) {
		return amount * rate;
	}

}

测试代码：

package cn.net.inch.unittest;

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

/**
 * @author yellowcat
 *
 */
public class BankServiceTest { 
	
	private BankService bankService;

	/**
	 * @throws java.lang.Exception
	 */
	@Before
	public void setUp() throws Exception {
		bankService = new BankService();
	}

	/**
	 * @throws java.lang.Exception
	 */
	@After
	public void tearDown() throws Exception {
		// nothing to do
	}

	/**
	 * 测试包含利息税的结算
	 */
	@Test
	public void testCheckoutWithInterestTax() {
		IInterestStrategy interestStrategy = new InterestStrategyWithTax();
		bankService.setInterestStrategy(interestStrategy);
		
		BankAccount accontToTest = new BankAccount(1, "harry", 10000D, 0.0225D);
		bankService.checkout(accontToTest);
		
		assertEquals(10180D, accontToTest.getAmount());
	}
	
	/**
	 * 测试不包含利息税的结算
	 */
	@Test
	public void testCheckoutWithoutInterestTax() {
		IInterestStrategy interestStrategy = new InterestStrategyWithoutTax();
		bankService.setInterestStrategy(interestStrategy);
		
		BankAccount accontToTest = new BankAccount(1, "harry", 10000D, 0.0225D);
		bankService.checkout(accontToTest);
		
		assertEquals(10225D, accontToTest.getAmount());
	}
	
	/**
	 * 测试账号为空异常
	 */
	@Test
	public void testCheckoutWithEmptyAccount() {
		BankAccount accontToTest = new BankAccount();
		
		try {
			bankService.checkout(accontToTest);
			fail("没有抛出账号为空异常!");
		} catch (EmptyAccountException eae) {
			// what I except to
		}
	}

}

package cn.net.inch.unittest;
import static org.junit.Assert.*;

import org.jmock.Expectations;
import org.jmock.Mockery;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;

/**
 * @author yellowcat
 *
 */
public class BankServiceJMockTest { 
	private BankService bankService;
	
	// mock factory
	private Mockery context = new Mockery();

	/**
	 * @throws java.lang.Exception
	 */
	@Before
	public void setUp() throws Exception {
		bankService = new BankService();
	}

	/**
	 * @throws java.lang.Exception
	 */
	@After
	public void tearDown() throws Exception {
		// nothing to do
	}

	/**
	 * Test method for {@link cn.net.inch.unittest.BankService#checkout(cn.net.inch.unittest.BankAccount)}.
	 */
	@Test
	public void testCheckout() {
		BankAccount accontToTest = new BankAccount(1, "harry", 10000D, 0.0225D);
		
		// set up
		final IInterestStrategy interestStrategy = context.mock(IInterestStrategy.class);
		
		// expectations
		context.checking(new Expectations() {{
			allowing(interestStrategy).calculateInterest(10000D, 0.0225D); will(returnValue(225D));
		}});
		
		// execute
		bankService.setInterestStrategy(interestStrategy);
		bankService.checkout(accontToTest);
		
		// verify
        	





context.assertIsSatisfied();
        
        	





assertEquals(10225D, accontToTest.getAmount());
	}

}

Ant脚本：

<project name="unittest" default="junit-report" basedir=".">

	<property name="bin" value="bin" />

	<property name="src" value="src" />

	<property name="lib" value="lib" />

	<property name="test.src" value="test" />

	<property name="test.report" value="report" />

	<target name="test-init" description="test report folder init">
		<mkdir dir="${test.report}" />
	</target>

	<path id="lib.classpath">
		<fileset dir="${lib}">
			<include name="*.jar" />
		</fileset>
	</path>

	<target name="compile">
		<javac classpathref="lib.classpath" srcdir="${src}" destdir="${bin}" />
		<echo>compilation complete!</echo>
	</target>

	<target name="test-compile" depends="test-init" description="compile test cases">
		<javac classpathref="lib.classpath" srcdir="${test.src}" destdir="${bin}" />
		<echo>test compilation complete!</echo>
	</target>

	<target name="compile-all" depends="compile, test-compile">
	</target>

	<target name="junit-report" depends="compile-all" description="auto test all test case and output report file">
		<junit printsummary="on" fork="true" showoutput="true">
			<classpath>
				<fileset dir="${lib}" includes="*.jar" />
				<pathelement path="${bin}" />
			</classpath>
			<formatter type="xml" />
			<batchtest todir="${test.report}">
				<fileset dir="${bin}">
					<include name="**/*Test.*" />
				</fileset>
			</batchtest>
		</junit>
		<junitreport todir="${test.report}">
			<fileset dir="${test.report}">
				<include name="TEST-*.xml" />
			</fileset>
			<report format="frames" todir="${test.report}" />
		</junitreport>
	</target>
</project>

测试报告：

单元测试报告1 单元测试报告2