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谈谈如何保证测试代码的正确性

51自学网 2015-09-02 http://www.wanshiok.com

  本文仅就单元测试而论,虽然是说的测试,但目的是驱动开发,不过也不是谈测试驱动开发,更象是对测试驱动开发时TEST FIRST这个过程中如何保证测试代码的正确性的理解和想法,当然有一些,我认为是通用的,不管是不是测试优先。而我目前接触最多的还是JAVA的单元测试,所以谈的东西还是以JAVA为主,举的例子都是和JAVA有关的。

  另外前些天看到一个帖子有人问这样的问题,想到当初自己刚接触JUNIT单元测试时也有类似的困惑,现在有了一些经验,所以写下来,既是对自己经验的总结,也是希望能有人相互讨论提高。

  首先是我认为要做到测试代码的正确性的几个要点:

  一、TEST FIRST

  二、只写出需求测试(注意,是目标代码需求,这个代码的用户当然是自己了,^_^)

  三、不要为了测试而测试(这句话是和一个朋友聊天时他说是他和Kent Back交流时Kent Back提醒他的,这里我也不是很确定对这句话的理解的正确与否,因为理解一句话,上下文也是关键的,而我并不很了解我朋友同Kent Back谈话的具体内容和过程,不过这里还是作为一个要点谈谈自己的想法)

  四、每次写一点(原子级)测试

  五、Clean code that works,(当然包括测试代码啦,^_^)

  六、对于一个应用框架,最好是针对这个框架先写一个测试框架(这其实是一个很具体的内容,不过现在JAVA在WEB方面用得很多,测试相对来说也比较难些,所以有这点)

  七、时刻提醒自己TEST FIRST的目的。(我们的目的是驱动开发,而不是为了测试,呵呵,这点是前面第一点和第二点和起来一样,之所以还要单独列,只是再次提醒,所以这一点我后面不作详细阐述)

  八、偷懒是程序员的通病,但是小偷懒就别了。(我有这样的观点:程序员的水平高低,其实从他偷懒的程度上是可以看出来的……^_^)


  在开始具体来说上述要点之前,我想先写个例子,只是觉得应该写个例子,^_^,我的文采实在不是很好的,所以凭感觉的。

  一个例子:

  我有一个专门用于将数据库操作结果集(ResultSet)解析成一个DOM的Document对象的类,这个类可以根据给定一个XML配置模板中的一个定义节点(declare节点)的子节点(column节点)集合来解析ResultSet生成Document对象,其中每个column节点都定义了要从ResultSet中获取的某一个字段的属性,包括字段名、该字段在展示是是否可修改(editable)、是否有格式化模式属性(pattern)用于格式化该字段的数据等等;为了做得更通用,也可以依据ResultSet返回的ResultSetMetaData对象来生成column节点,再由column节点获取数据体,当然这样做有很大的局限性,比如该column节点的pattern、editable等等属性的设置都不会太灵活。这个设计,其最大的灵活性被放在XML配置模板上,由模板的定义获取数据,并且定义了数据的展示属性,而一旦column节点是根据给定的ResultSet来自动生成时,灵活性大大折扣,虽然在大多数应用中,都不会使用由ResultSet来自动生成,但是如果一开始并不能确定定义列时却是必须这样做,特别是在ResultSet输出的字段数量是变化的时候。问题终于出来了,最近有一个应用就是这样,首先是必须要使用从ResultSet获取定义节点(column),然后,在完成了所有的代码后,发现给定ResultSet中都存在冗余字段,这个时候,没办法,只能是修改程序来适应它了。

  在遇到这个麻烦,并确定必须修改自己代码后(老实说,第一反应当然是让人修改SQL来去掉冗余字段了,因为最初的设计根本就是不能有冗余数据的,不过确实是大家都有本难念的经啊,SQL是不能改了,因为数据库端的实现使用了一个稳定的公共实现,庆幸的是冗余字段是相同的),我脑袋里蹦出的第一个念头是添加一个事件监听器,来监听这个应用中生成数据部分(为了叙述方便,姑且叫“dataBuilder”吧)的代码,一旦数据生成就触发ResultSet解析完成事件,然后我可以写监听器来处理解析完成的结果集(当然就是将冗余的数据CUT掉啦),这样以后再出现其它类似的状况,我可以通过添加新的监听器来过滤数据而不需要动原有的代码。SWEAT,看来这个想法还算可行,至少比写一个子类看起来简单多,以后修改也容易多,动手吧。(其实要注意这个事情的发生环境,首先是码本来都OK了的,而后来突然发现这个问题,而这个问题是需要立刻修改掉的,所以没有太多时间来仔细考虑,我总是犯这样的错误。)

  这个时候我有两个选择,一是直接就写代码,一是先写个测试。当然,我选择的是先写个测试,之所以摆明了这二个当然是为了比较了。先说如果我先写代码,那么我就直接进入了目标功能的角色,因为现在似乎目标很明确,我要给dataBuilder添加一个能处理监听器的功能,在使用ResultSet解析器解析完成一个Document后触发解析完成事件,通知所有注册的监听器,并将解析完成的结果通过事件对象传递给监听器进行处理。在以前,我会立刻想到如何添加事件,如何处理事件列表,还有两个必要的接口,一个是监听器接口,一个是事件接口,一些简要的构思之后,不用多少时间就可以完成这些工作,然后就开始调试。

  上面那么说,主要是为了对比,现在我是先写测试的。当然,如上所述目标现在似乎也很明确的,那么无论如何写个测试类吧,在写上必要的to do list之后,我开始想如果现在代码写完了,我要怎样来使用它呢。哦,对了,测试这个之前还要写个测试使用的监听器实现,这个实现可以很简单,把解析结果Document干掉好了,呵呵,验证结果还更容易,那就把它所有节点remove掉好了,^_^。(注:这里的测试还没有到主功能,只是先做测试监听器部分)不过这个时候,我突然觉得目前这个设计似乎还是有些麻烦(懒惰是程序员的通病,sweat,每次想偷懒都想起这句),要写监听器,还要让dataBuilder处理监听列表触发事件,虽然让过滤数据操作可以很独立地添加,而监听器的注册也可以通过XML配置文件来完成,但还是显得多余,好像目前这个需求只要一个Decorator模式,写一个修饰类来修饰ResultSet解析器就差不多了,以后需要新的功能,换Decorator就可以了,也可以相互嵌套来完成多个功能,这样的话,就不需要对dataBuilder动太多手脚了。sweat,还好自己没动手瞎忙(无论如何,测试优先让我重新认识自己的设计,以及目标,于是我义无反顾地抛弃了原来的想法)。新目标出现了,看来我需要一个解析器接口实现的Decorator类(注:这个ResultSet解析器类原本就是一个接口ResultSetParser的实现),我可以先写一个扩展解析器接口的抽象类来包装下,以后的Decorator实现都从这个抽象类继承,直接实现修饰内容就可以了(实际我一直认为,在Decorator模式中所有Decorator实现类都有一个父抽象类继承自修饰目标类的接口,其最主要的目的是使Decorator实现类功能更清晰,因为实际这个抽象类要包装的东西其实很少,这些移到子类中也完全可以,这样的话子类就是直接实现修饰目标类的接口了,效果一样,所以我认为这里有一个这样的抽象类统一由所有修饰类继承,更主要的是宣布,一个修饰目标类接口的实现类它是一个修饰类,这在阅读程序,以及使用该API上可以达到很好的效果。)。OK,就这么办(我总是很容易下决定呢,^_^)。

  那么现在我该怎么来测试了呢,当然我同样需要一个Decorator类实现来作测试(还是按原定计划,把Document的子节点remove掉),准备好测试数据后,当然是检查结果集了,但是这个时候麻烦又来了,我不但要检查column节点是否被正确过滤,还要检查数据体是否正确,这样的话,如果我使用硬编码断言来测试,那么结果一定是一堆的断言,当然,我可以先写好一个正确结果集的XML文件,然后读取它来和处理结果来比较(唉,Document对象没有实现equals),不过这还不是最麻烦的,最麻烦的是,这样的测试将依赖数据库环境,这样的话我又要保存数据库环境才能保证在任何情况下我可以重现我的测试,这无疑是最麻烦的,老实说,以前之所以会不写测试(即使是现在也有时候不写,虽然我也清楚写测试的好处),主要就是数据库环境很难在任何时候很容易地建立(我有试过DBUNIT,它也不是很好,搭建环境的代码也不少),我晕(想偷懒好难啊,难道又偷偷地不写测试不成?)。   

  写测试是一个很奇怪的过程,大脑的思维方式和直接写应用代码好像有些不同,呵呵,没搞清楚,我想这是咱和大师的区别吧,还只是只可意会不可言传,我一直的观点是,真正懂的人是能将模糊的东西解释成清晰的概念的。无论如何在我准备开始动手写这痛苦的测试代码时,我又有新想法了,为什么不在开始就不获取冗余数据呢,虽然Decorator模式在这里的应用很具有吸引力,因为它本身毕竟够简单明了,不过,同时想到Document对象本身的一些特点,首先它是大对象(呵呵,感觉上DOM的对象都好大哦,但其实还没有真正理解它到底是怎么个大法),其次,如果是过滤数据,那么势必要遍历该Document的节点,这样的话似乎处理起来的效率不怎么样,这怎么都不如在一开始就不从ResultSet中获取冗余数据来得简单明了。于是想到,在自动生成column节点上现在还是很弱的,可以用Builder模式来重构它,这样的话,可以通过替换column节点的builder来实现过滤,而且目前来说,也确实是只有自动生成column节点的情况才需要过滤冗余数据,所以也不需要考虑由XML配置模板定义好columns节点的状况;而原来默认的生成方式可以立刻就被提炼出来作为默认builder;这样添加的代码实际也很少,我想几乎更少些吧,因为原来在处理冗余数据时需要遍历Document,而现在只要认准了从ResultSetMetaData获取的字段名,对需要过滤的字段不生成column节点就Ok,而有新的变化出现时,只要替换重新实现builder接口就可以了。当然了,原来这个ResultSet解析器是有测试类的,也有相关的测试,那么将原来生成column部分代码提炼出来作为默认的builder后,可以跑以前的测试,啊哈哈哈哈,这几乎不费吹灰之力,ECLIPSE的重构功能很容易将生成column的代码提炼成一个方法,然后把这个方法提升成一个接口,接着如此如此(不用说了)就弄好了一个默认builder实现,然后解析器加个builder类属性,同时生成它的set方法,一切ko后跑测试(这里都是工具自动做的多,我这一步跨的是会大些的,不过多跑测试总是没什么坏处的,反正跑一次也就几秒中,也许还不用呢,^_^),一路绿灯。重构完成,sweat(注意到了吧,到目前为之,其实我没有写测试,而是使用了原来的测试代码,而代码部分也多是自动生成的。最重要的是,这里使用builder模式,其接口也被测试过了,所以后面加的builder实现就可以不考虑这点了,而只是完全的功能需求测试,功能需求总是可以很单一的,自然就简化了测试代码)。

  现在又回到开始了,我的目标又换了,呵呵,新目标:一个builder接口实现,过滤冗余的字段。如何测试呢?一个ResultSet做输入参数是必要的,输出的话要没有冗余数据,实际应用中要过滤的字段名是固定的(呵呵,别忘了我的最初的目的,是过滤由于SQL查询使用公共接口导致有相同的冗余字段出现。),我可以SELECT出来一个空结果集,其字段都是我要过滤的那些字段名(这里,如前所述,数据体不是我要关心的内容,因为数据体的是根据column节点生成的,所以我只要检查column节点对不对就可以了,这样也简化了我的测试代码),当然,在这些之前是重置ResultSet解析器的builder对象为将要实现的目标代码类,很快就完成了所有的代码,跑测试,出错,修改,跑测试,Kent Back的测试模式显得那么简单,最后,终于一路绿灯了。呼………..

  呵呵,当然不忘了最后一步,Clean code that works。我对目前这个状态下去提炼原代码,有个比喻:关起门来打狗。这时的重构真可以说瓮中捉鳖十拿九稳,最不济也只是回到原地,不过通常的结果总是出人意料的要。不管如何,开始重构,几个关键重构:首先默认的builder可以用一个Singleton模式,当然了,实现过滤冗余字段的builder也是,因为这个生成column节点的代码是不受多线程影响的;然后过滤冗余字段的builder实际可以是一个默认builder的Decorator,三下五除二搞定。最后测试通过,CHECK IN代码。

  这是我的一次经历,可以看到,早先的测试代码也起了作用,所以,只要代码还要跑,那么测试代码永远也不会多余。而要保持清晰的测试代码,不仅需要清晰需求分析、设计以及良好的原有目标代码,一点点偷懒的精神,也是必要的,^_^。而在需求分析和设计这里,测试优先有一种不可抗拒的力量让你深入需求,特别是让你作为你的目标代码的用户来考虑这些代码的使用。本来这个例子只想提下,没想到写出来这么多,sweat。


 

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