1.概述
编写函数或类时，还可为其编写测试。通过测试，可确定代码面对各种输入都能够按要求的那样工作。测试让我们深信，即便有更多人使用你的程序，它也能正确地工作。在程序中添加新代码时，也可以对其进行测试，确认不会破坏程序既有的行为。程序员都会犯错，因此每个程序员都必须经常测试其代码，在用户发现问题前找出它们。
因此我们要学习如何使用Python模块unittest中的工具来测试代码，还将学习编写测试用例，核实一系列输入都将得到预期的输出。我们将看到测试通过了是什么样子，测试未通过又是什么样子，还将知道测试未通过如何有助于改进代码。学习如何测试函数和类，并将知道该为项目编写多少个测试。
2.测试函数
要学习测试，必须有要测试的代码。下面是一个简单的函数，它接受名和姓并返回整洁的姓名：
def get_formatted_name(first, last):
"""生成整洁的姓名。"""
full_name = f"{
first} {
last}"
return full_name.title()
函数get_formatted_name()将名和姓合并成姓名：在名和姓之间加上一个空格并将其首字母大写，再返回结果。为核实get_formatted_name()像期望的那样工作，我们来编写一个使用该函数的程序。程序names.py让用户输入名和姓，并显示整洁的姓名：
from name_function import get_formatted_name
print("Enter 'q' at any time to quit.")
while True:
first = input("\nPlease give me a first name: ")
if first == 'q':
break
last = input("Please give me a last name: ")
if last == 'q':
break
formatted_name = get_formatted_name(first, last)
print(f"\tNeatly formatted name: {
formatted_name}.")
这个程序从name_function.py中导入get_formatted_name()。用户可输入一系列名和姓，并看到格式整洁的姓名：
Enter 'q' at any time to quit.
Please give me a first name: janis
Please give me a last name: joplin
Neatly formatted name: Janis Joplin.
Please give me a first name: bob
Please give me a last name: dylan
Neatly formatted name: Bob Dylan.
Please give me a first name: q
从上述输出可知，合并得到的姓名正确无误。现在假设要修改get_formatted_name()，使其还能够处理中间名。这样做时，要确保不破坏这个函数处理只含有名和姓的姓名的方式。为此，可在每次修改get_formatted_name()后都进行测试：运行程序names.py，并输入像Janis Joplin这样的姓名。不过这太烦琐了。所幸Python提供了一种自动测试函数输出的高效方式。倘若对get_formatted_name()进行自动测试，就能始终确信当提供测试过的姓名时，该函数都能正确工作。
2.1 单元测试和测试用例
Python标准库中的模块unittest提供了代码测试工具。单元测试用于核实函数的某个方面没有问题。测试用例是一组单元测试，它们一道核实函数在各种情形下的行为都符合要求。良好的测试用例考虑到了函数可能收到的各种输入，包含针对所有这些情形的测试。全覆盖的测试用例包含一整套单元测试，涵盖了各种可能的函数使用方式。对于大型项目，要进行全覆盖测试可能很难。通常，最初只要针对代码的重要行为编写测试即可，等项目被广泛使用时再考虑全覆盖。
2.2 可通过的测试
你需要一段时间才能习惯创建测试用例的语法，但创建测试用例之后，再添加针对函数的单元测试就很简单了。要为函数编写测试用例，可先导入模块unittest和要测试的函数，再创建一个继承unittest.TestCase的类，并编写一系列方法对函数行为的不同方面进行测试。
下面的测试用例只包含一个方法，它检查函数get_formatted_name()在给定名和姓时能否正确工作：
import unittest
from name_function import get_formatted_name
❶ class NamesTestCase(unittest.TestCase):
"""测试name_function.py。"""
def test_first_last_name(self):
"""能够正确地处理像Janis Joplin这样的姓名吗？"""
❷ formatted_name = get_formatted_name('janis', 'joplin')
❸ self.assertEqual(formatted_name, 'Janis Joplin')
❹ if __name__ == '__main__':
unittest.main()
首先，导入了模块unittest和要测试的函数get_formatted_name()。在❶处，创建了一个名为NamesTestCase的类，用于包含一系列针对get_formatted_name()的单元测试。这个类可以随意命名，但最好让它看起来与要测试的函数相关并包含Test字样。这个类必须继承unittest.TestCase类，这样Python才知道如何运行你编写的测试。
NamesTestCase只包含一个方法，用于测试get_formatted_name()的一个方面。将该方法命名为test_first_last_name()，因为要核实的是只有名和姓的姓名能否被正确格式化。运行test_name_function.py时，所有以test_打头的方法都将自动运行。在这个方法中，调用了要测试的函数。在本例中，使用实参’janis’和’joplin’调用get_formatted_name()，并将结果赋给变量formatted_name（见❷）。
在❸处，使用了unittest类最有用的功能之一：断言方法。断言方法核实得到的结果是否与期望的结果一致。在这里，我们知道get_formatted_name()应返回名和姓首字母大写且之间有一个空格的姓名，因此期望formatted_name的值为JanisJoplin。为检查是否确实如此，我们调用unittest的方法assertEqual()，并向它传递formatted_name和’Janis Joplin’。代码行。
self.assertEqual(formatted_name, 'Janis Joplin')
的意思是：“将formatted_name的值与字符串’Janis Joplin’比较。如果它们相等，那么万事大吉；如果它们不相等，就告诉我一声！”
我们将直接运行这个文件，但需要指出的是，很多测试框架都会先导入测试文件再运行。导入文件时，解释器将在导入的同时执行它。❹处的if代码块检查特殊变量__name__，这个变量是在程序执行时设置的。如果这个文件作为主程序执行，变量__name__将被设置为’main’。在这里，调用unittest.main()来运行测试用例。如果这个文件被测试框架导入，变量__name__的值将不是’main’，因此不会调用unittest.main()。
运行test_name_function.py时，得到的输出如下：
.
----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.000s
OK
第一行的句点表明有一个测试通过了。接下来的一行指出Python运行了一个测试，消耗的时间不到0.001秒。最后的OK表明该测试用例中的所有单元测试都通过了。
上述输出表明，给定包含名和姓的姓名时，函数get_formatted_name()总是能正确地处理。修改get_formatted_name()后，可再次运行这个测试用例。如果它通过了，就表明给定Janis Joplin这样的姓名时，该函数依然能够正确地处理。
2.3 未通过的测试
测试未通过时结果是什么样的呢？我们来修改get_formatted_name()，使其能够处理中间名，但同时故意让该函数无法正确处理像Janis Joplin这样只有名和姓的姓名。
下面是函数get_formatted_name()的新版本，它要求通过一个实参指定中间名：
def get_formatted_name(first, middle, last):
"""生成整洁的姓名。"""
full_name = f"{
first} {
middle} {
last}"
return full_name.title()
这个版本应该能够正确处理包含中间名的姓名，但对其进行测试时，我们发现它不再能正确处理只有名和姓的姓名。这次运行程序test_name_function.py时，输出如下：
❶ E
======================================================================
❷ ERROR: test_first_last_name (__main__.NamesTestCase)
----------------------------------------------------------------------
❸ Traceback (most recent call last):
File "test_name_function.py", line 8, in test_first_last_name
formatted_name = get_formatted_name('janis', 'joplin')
TypeError: get_formatted_name() missing 1 required positional argument: 'last'
----------------------------------------------------------------------
❹ Ran 1 test in 0.000s
❺ FAILED (errors=1)
里面包含很多信息，因为测试未通过时，需要让你知道的事情可能有很多。第一行输出只有一个字母E（见❶），指出测试用例中有一个单元测试导致了错误。接下来，我们看到NamesTestCase中的test_first_last_name()导致了错误（见❷）。测试用例包含众多单元测试时，知道哪个测试未通过至关重要。在❸处，我们看到了一个标准的traceback，指出函数调用get_formatted_name (‘janis’, ‘joplin’)有问题，因为缺少一个必不可少的位置实参。
我们还看到运行了一个单元测试（见❹）。最后是一条消息，指出整个测试用例未通过，因为运行该测试用例时发生了一个错误（见❺）。这条消息位于输出末尾，让你一眼就能看到。你可不希望为获悉有多少测试未通过而翻阅长长的输出。
2.4 测试未通过怎办
测试未通过时怎么办呢？如果你检查的条件没错，测试通过意味着函数的行为是对的，而测试未通过意味着编写的新代码有错。因此，测试未通过时，不要修改测试，而应修复导致测试不能通过的代码：检查刚刚对函数所做的修改，找出导致函数行为不符合预期的修改。
在本例中，get_formatted_name()以前只需要名和姓两个实参，但现在要求提供名、中间名和姓。新增的中间名参数是必不可少的，这导致get_formatted_name()的行为不符合预期。就这里而言，最佳的选择是让中间名变为可选的。这样做后，使用类似于Janis Joplin的姓名进行测试时，测试就又能通过了，而且也可以接受中间名。下面来修改get_formatted_name()，将中间名设置为可选的，然后再次运行这个测试用例。如果通过了，就接着确认该函数能够妥善地处理中间名。
要将中间名设置为可选的，可在函数定义中将形参middle移到形参列表末尾，并将其默认值指定为一个空字符串。还需要添加一个if测试，以便根据是否提供了中间名相应地创建姓名：
def get_formatted_name(first, last, middle=''):
"""生成整洁的姓名。"""
if middle:
full_name = f"{
first} {
middle} {
last}"
else:
full_name = f"{
first} {
last}"
return full_name.title()
在get_formatted_name()的这个新版本中，中间名是可选的。如果向该函数传递了中间名，姓名将包含名、中间名和姓，否则姓名将只包含名和姓。现在，对于两种不同的姓名，这个函数都应该能够正确地处理。为确定这个函数依然能够正确处理像Janis Joplin这样的姓名，我们再次运行。
.
----------------------------------------------------------------------
Ran 1 test in 0.000s
OK
现在，测试用例通过了。太好了，这意味着这个函数又能正确处理像Janis Joplin这样的姓名了，而且我们无须手工测试这个函数。这个函数之所以很容易修复，是因为未通过的测试让我们得知新代码破坏了函数原来的行为。
2.5 添加新测试
确定get_formatted_name()又能正确处理简单的姓名后，我们再编写一个测试，用于测试包含中间名的姓名。为此，在NamesTestCase类中再添加一个方法：
--snip--
class NamesTestCase(unittest.TestCase):
"""测试name_function.py。"""
def test_first_last_name(self):
--snip--
def test_first_last_middle_name(self):
"""能够正确地处理像Wolfgang Amadeus Mozart这样的姓名吗？"""
❶ formatted_name = get_formatted_name(
'wolfgang', 'mozart', 'amadeus')
self.assertEqual(formatted_name, 'Wolfgang Amadeus Mozart')
if __name__ == '__main__':
unittest.main()
将该方法命名为test_first_last_middle_name()。方法名必须以test_打头，这样它才会在我们运行test_name_function.py时自动运行。这个方法名清楚地指出了它测试的是get_formatted_name()的哪个行为。这样，如果该测试未通过，我们就能马上知道受影响的是哪种类型的姓名。可以在TestCase类中使用很长的方法名，而且这些方法名必须是描述性的，这样你才能看懂测试未通过时的输出。这些方法由Python自动调用，你根本不用编写调用它们的代码。
为测试函数get_formatted_name()，我们使用名、姓和中间名调用它（见❶），再使用assertEqual()检查返回的姓名是否与预期的姓名（名、中间名和姓）一致。再次运行test_name_function.py时，两个测试都通过了：
..
----------------------------------------------------------------------
Ran 2 tests in 0.000s
OK