Android單元測試 - 驗證函數參數、返回值的正確姿勢

rerg4954 8年前發布 | 7K 次閱讀單元測試安卓開發 Android開發移動開發

前言

讀者有沒發覺我寫文章時，喜歡有個前言、序？真相是，一半用來裝逼湊字數，一半是因為不知道接下來要寫什么，先閑聊幾句壓壓驚^_^ 哈哈哈......該說的還是要說。

本篇講解參數驗證。驗證參數傳遞、函數返回值，是單元測試中十分重要的環節。筆者相信不少讀者都有驗證過參數，但是你的單元測試代碼真的是正確的嗎？筆者在早期實踐的時候，遇到一些問題，積累了一點心得，本期與大家分享一下。

1.一般形式

Bean

public class Bean {
    int    id;
    String name;

    public Bean(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    // getter and setter
    ......
}

DAO

public class DAO {
    public Bean get(int id) {
        return new Bean(id, "bean_" + id);
    }
}

Presenter

public class Presenter {

    DAO dao;

    public Presenter(DAO dao) {
        this.dao = dao;
    }

    public Bean getBean(int id) {
        Bean bean = dao.get(id);

        return bean;
    }
}

單元測試 PresenterTest （下文稱為 “例子1” ）

public class PresenterTest {

    DAO       dao;
    Presenter presenter;

    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        dao = mock(DAO.class);
        presenter = new Presenter(dao);
    }

    @Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        Bean bean = new Bean(1, "bean_1");

        when(dao.get(1)).thenReturn(bean);

        Bean result = presenter.getBean(1);

        Assert.assertEquals(result.getId(), 1);
        Assert.assertEquals(result.getName(), "bean_1");
    }
}

這個單元測試是通過的。

Presenter Pass

2.問題：對象很多變量

上面的 Bean 只有2個參數，但實際項目，對象往往有很多很多參數，例如，用戶信息 User ：

public class User {
    int    id;
    String name;

    String country;
    String province;
    String city;
    String address;
    int    zipCode;

    long birthday;

    double height;
    double weigth;

    ...
}

單元測試：

@Test
    public void testUser() throws Exception {
        User user = new User(1, "bean_1");
        user.setCountry("中國");
        user.setProvince("廣東");
        user.setCity("廣州");
        user.setAddress("天河區臨江大道海心沙公園");
        user.setZipCode(510000);
        user.setBirthday(631123200);
        user.setHeight(173);
        user.setWeigth(55);
        user.setXX(...);

        .....

        User result = presenter.getUser(1);

        Assert.assertEquals(result.getId(), 1);
        Assert.assertEquals(result.getName(), "bean_1");
        Assert.assertEquals(result.getCountry(), "中國");
        Assert.assertEquals(result.getProvince(), "廣東");
        Assert.assertEquals(result.getCity(), "廣州");
        Assert.assertEquals(result.getAddress(), "天河區臨江大道海心沙公園");
        Assert.assertEquals(result.getZipCode(), 510000);
        Assert.assertEquals(result.getBirthday(), 631123200);
        Assert.assertEquals(result.getHeight(), 173);
        Assert.assertEquals(result.getWeigth(), 55);
        Assert.assertEquals(result.getXX(), ...);
        ......
    }

一般形式的單元測試，有10個參數，就要 set() 10次， get() 10次，如果參數更多，一個工程有幾十上百個這種測試......感受到那種蛋蛋的痛了嗎？

這里有兩個痛點：

1.生成對象必須 調用所有 setter() 賦值成員變量

2.驗證返回值，或者回調參數時，必須 調用所有 getter() 獲取成員值

3.equals()對比對象，可行嗎？

直接調用equals()

這時同學A舉手了：“不就是比較對象嗎，用 equal() 還不行？”

為了演示方便，還是用回 Bean 做例子：

@Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        Bean bean = new Bean(1, "bean_1");

        when(dao.get(1)).thenReturn(bean);

        Bean result = presenter.getBean(1);

        Assert.assertTrue(result.equals(bean));
    }

運行一下：

Bean Equals Pass

誒，還真通過了！第一個問題解決了，鼓掌..... 稍等，我們把 Presenter 代碼改改，看還能不能湊效：

public class Presenter {

    public Bean getBean(int id) {
        Bean bean = dao.get(id);

        return new Bean(bean.getId(), bean.getName());
    }
}

再運行單元測試：

Presenter Error

果然出錯了！

我們分析一下問題，修改前的 Presenter.getBean() 方法， dao.get() 得到的 Bean 對象，直接作為返回值，所以 PresenterTest 中 Assert.assertTrue(result.equals(bean)); 通過測試，因為 bean 和 result 是 同一個對象 ；修改后， Presenter.getBean() 里，返回值是 dao.get() 得到的 Bean 的 深拷貝 ， bean 和 result 是 不同對象 ，因此 result.equals(bean)==false ，測試失敗。如果我們使用 一般形式 Assert.assertEquals(result.getXX(), ...); ，單元測試是通過的。

無論是直接返回對象，深拷貝，只要參數一致，都符合我們期望的結果。所以，僅僅調用 equals() 解決不了問題。

重寫equals()方法

同學B：“既然只是比較成員值，重寫equals()！”

public class Bean {
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Bean) {
            Bean bean = (Bean) obj;

            boolean isEquals = false;

            if (isEquals) {
                isEquals = id == bean.getId();
            }

            if (isEquals) {
                isEquals = (name == null && bean.getName() == null) || (name != null && name.equals(bean.getName()));
            }

            return isEquals;
        }

        return false;
    }
}

再次運行單元測試 Assert.assertTrue(result.equals(bean)); ：

稍等，這樣我們不是回到老路，每個 java bean 都要重寫 equals() 嗎？盡管整個工程下來，總體代碼會減少，但這真不是好辦法。

反射比較成員值

同學C：“我們可以用反射獲取兩個對象所有成員值，并逐一對比。”

哈哈哈，同學C比同學A、B都要聰明點，還會反射！

public class PresenterTest{
    @Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        ...
        ObjectHelper.assertEquals(bean, result);
    }
}

public class ObjectHelper {

    public static boolean assertEquals(Object expect, Object actual) throws IllegalAccessException {
        if (expect == actual) {
            return true;
        }

        if (expect == null && actual != null || expect != null && actual == null) {
            return false;
        }

        if (expect != null) {
            Class clazz = expect.getClass();

            while (!(clazz.equals(Object.class))) {
                Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

                for (Field field : fields) {
                    field.setAccessible(true);

                    Object value0 = field.get(expect);
                    Object value1 = field.get(actual);

                    Assert.assertEquals(value0, value1);
                }

                clazz = clazz.getSuperclass();
            }
        }

        return true;
    }
}

運行單元測試，通過！

用反射直接對比成員值，思路是正確的。這里解決了 “對比兩個對象的成員值是否相同，不需要 get() n次” 問題。不過，僅僅比較兩個對象，這個單元測試還是有問題的。我們先講 第4節 ，這個問題留在 第5節 給大家說明。

4.省略不必要 setter()

在 testUser() 中，第一個痛點： “生成對象必須調用所有 setter() 賦值成員變量” 。上一節同學C用反射方案，把對象成員值拿出來，逐一比較。這個方案提醒了我們，賦值也可以同樣方案。

ObjectHelper :

public class ObjectHelper {

    protected static final List numberTypes = Arrays.asList(int.class, long.class, double.class, float.class, boolean.class);

    public static <T> T random(Class<T> clazz) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        try {
            T obj = newInstance(clazz);

            Class tClass = clazz;

            while (!tClass.equals(Object.class)) {

                Field[] fields = tClass.getDeclaredFields();

                for (Field field : fields) {
                    field.setAccessible(true);

                    Class type      = field.getType();
                    int   modifiers = field.getModifiers();

                    // final 不賦值
                    if (Modifier.isFinal(modifiers)) {
                        continue;
                    }

                    // 隨機生成值
                    if (type.equals(Integer.class) || type.equals(int.class)) {
                        field.set(obj, new Random().nextInt(9999));
                    } else if (type.equals(Long.class) || type.equals(long.class)) {
                        field.set(obj, new Random().nextLong());
                    } else if (type.equals(Double.class) || type.equals(double.class)) {
                        field.set(obj, new Random().nextDouble());
                    } else if (type.equals(Float.class) || type.equals(float.class)) {
                        field.set(obj, new Random().nextFloat());
                    } else if (type.equals(Boolean.class) || type.equals(boolean.class)) {
                        field.set(obj, new Random().nextBoolean());
                    } else if (CharSequence.class.isAssignableFrom(type)) {
                        String name = field.getName();
                        field.set(obj, name + "_" + (int) (Math.random() * 1000));
                    }
                }
                tClass = tClass.getSuperclass();
            }
            return obj;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    protected static <T> T newInstance(Class<T> clazz) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {

        Constructor constructor = clazz.getConstructors()[0];// 構造函數可能是多參數

        Class[] types = constructor.getParameterTypes();

        List<Object> params = new ArrayList<>();

        for (Class type : types) {
            if (Number.class.isAssignableFrom(type) || numberTypes.contains(type)) {
                params.add(0);
            } else {
                params.add(null);
            }
        }

        T obj = (T) constructor.newInstance(params.toArray());//clazz.newInstance();

        return obj;
    }
}

寫個單元測試，生成并隨機賦值的 Bean ，輸出 Bean 所有成員值：

@Test
public void testNewBean() throws Exception {
    Bean bean = ObjectHelpter.random(Bean.class);

    // 輸出bean
    System.out.println(bean.toString()); // toString()讀者自己重寫一下吧
}

運行測試：

Bean {id: 5505, name: "name_145"}

修改單元測試

單元測試 PresenterTest ：

public class PresenterTest {
    @Test
    public void testUser() throws Exception {
        User expect = ObjectHelper.random(User.class);

        when(dao.getUser(1)).thenReturn(expect);

        User actual = presenter.getUser(1);

        ObjectHelper.assertEquals(expect, actual);
    }
}

代碼少了許多，很爽有沒有？

運行一下，通過：

Presenter Test User Pass

5.比較對象bug

上述筆者提到的解決方案，有一個問題，看以下代碼：

Presenter ：

public class Presenter {

    DAO dao;

    public Bean getBean(int id) {
        Bean bean = dao.get(id);

        // 臨時修改bean值
        bean.setName("我來搗亂");

        return new Bean(bean.getId(), bean.getName());
    }
}

@Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        Bean expect = random(Bean.class);

        System.out.println("expect: " + expect);// 提前輸出expect

        when(dao.get(1)).thenReturn(expect);

        Bean actual = presenter.getBean(1);

        System.out.println("actual: " + actual);// 輸出結果

        ObjectHelper.assertEquals(expect, actual);
    }

運行一下修改后的單元測試：

Pass

expect: Bean {id=3282, name='name_954'}

actual: Bean {id=3282, name='我來搗亂'}

test bean

居然通過了！ （不符合預期結果） 這是怎么回事？

筆者給大家分析下：我們希望返回的結果是 Bean{id=3282, name='name_954'} ，但是在 Presenter 里 mock 指定的返回對象 Bean 被修改了，同時返回的 Bean 深拷貝對象，變量 name 也跟著變；運行單元測試時，在最后才 比較兩個對象的成員值 ，兩個對象的 name 都被修改了，導致 equals() 認為是正確。

這里的問題：

在 Presenter 內部篡改了mock指定返回對象的成員值

最簡單的解決方法：

在調用 Presenter 方法前，把的mock返回對象的成員參數，提前拿出來，在單元測試最后比較。

修改單元測試：

@Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        Bean   expect = random(Bean.class);
        int    id     = expect.getId();
        String name   = expect.getName();

        when(dao.get(1)).thenReturn(expect);

        Bean actual = presenter.getBean(1);

        //    ObjectHelper.assertEquals(expect, actual);

        Assert.assertEquals(id, actual.getId());
        Assert.assertEquals(name, actual.getName());
    }

運行，測試不通過（符合預期結果）：

org.junit.ComparisonFailure:

Expected :name_825

Actual :我來搗亂

test bean error

符合我們期望值（測試不通過）！等等....這不就回到老路了嗎？當有很多成員變量，不就寫到手軟？前面講的都白費了？

接下來，進入本文高潮。

6.解決方案1：提前深拷貝expect對象

public class ObjectHelpter {
    public static <T> T copy(T source) throws IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
        Class<T> clazz = (Class<T>) source.getClass();

        T obj = newInstance(clazz);

        Class tClass = clazz;

        while (!tClass.equals(Object.class)) {

            Field[] fields = tClass.getDeclaredFields();

            for (Field field : fields) {
                field.setAccessible(true);

                Object value = field.get(source);

                field.set(obj, value);
            }
            tClass = tClass.getSuperclass();
        }
        return obj;
    }
}

單元測試：

@Test
    public void testGetBean() throws Exception {
        Bean bean   = ObjectHelpter.random(Bean.class);
        Bean expect = ObjectHelpter.copy(bean);

        when(dao.get(1)).thenReturn(bean);

        Bean actual = presenter.getBean(1);

        ObjectHelpter.assertEquals(expect, actual);
    }

運行一下，測試不通過，great（符合想要的結果）:

test bean error

我們把 Presenter 改回去：

public class Presenter {
    DAO dao;

    public Bean getBean(int id) {
        Bean bean = dao.get(id);

//        bean.setName("我來搗亂");

        return new Bean(bean.getId(), bean.getName());
    }
}

再運行單元測試，通過：

test bean pass

7.解決方案2：對象->JSON，比較JSON

看到這節標題，大家都明白怎么回事了吧。例子中，我們會用到 Gson 。

Gson

public class PresenterTest{
    @Test
    public void testBean() throws Exception {
        Bean   bean       = random(Bean.class);
        String expectJson = new Gson().toJson(bean);

        when(dao.get(1)).thenReturn(bean);

        Bean actual = presenter.getBean(1);

        Assert.assertEquals(expectJson, new Gson().toJson(actual, Bean.class));
    }
}

運行：

test json string pass

測試失敗的場景：

@Test
    public void testBean() throws Exception {
        Bean   bean       = random(Bean.class);
        String expectJson = new Gson().toJson(bean);

        when(dao.get(1)).thenReturn(bean);

        Bean actual = presenter.getBean(1);
        actual.setName("我來搗亂");// 故意讓單元測試出錯

        Assert.assertEquals(expectJson, new Gson().toJson(actual, Bean.class));
    }

運行，測試不通過（符合預計結果）：

test json string error

咋看沒什么問題。但如果成員變量很多，這時單元測試報錯呢？

@Test
    public void testUser() throws Exception {
        User   user       = random(User.class);
        String expectJson = new Gson().toJson(user);

        when(dao.getUser(1)).thenReturn(user);

        User actual = presenter.getUser(1);
        actual.setWeigth(10);// 錯誤值

        Assert.assertEquals(expectJson, new Gson().toJson(actual, User.class));
    }

test json string error

你看出哪里錯了嗎？你要把窗口滾動到右邊，才看到哪個字段不一樣；而且當對象比較復雜，就更難看了。怎么才能更人性化提示？

JsonUnit

筆者給大家介紹一個很強大的json比較庫—— Json Unit .

gradle引入：

dependencies {
    compile group: 'net.javacrumbs.json-unit', name: 'json-unit', version: '1.16.0'
}

maven引入：

<dependency>
    <groupId>net.javacrumbs.json-unit</groupId>
    <artifactId>json-unit</artifactId>
    <version>1.16.0</version>
</dependency>

import static net.javacrumbs.jsonunit.JsonAssert.assertJsonEquals;

@Test
public void testUser() throws Exception {
    User   user       = random(User.class);
    String expectJson = new Gson().toJson(user);

    when(dao.getUser(1)).thenReturn(user);

    User actual = presenter.getUser(1);
    actual.setWeigth(10);// 錯誤值

    assertJsonEquals(expectJson, actual);
}

運行，測試不通過（符合預期結果）：

json unit error

讀者可以看到 Different value found in node "weigth". Expected 0.005413020868182183, got 10.0. ，意思節點 weigth 期望值 0.005413020868182183 ，但是實際值 10.0 。

無論json多復雜， JsonUnit 都可以顯示哪個字段不同，讓使用者最直觀地定位問題。 JsonUnit 還有很多好處，前后參數可以json+對象，不要求都是json或都是對象；對比 List 時，可以忽略 List 順序.....

DAO

public class DAO {

    public List<Bean> getBeans() {
        return ...; // sql、sharePreference操作等
    }
}

Presenter

public class Presenter {
    DAO dao;

    public List<Bean> getBeans() {
        List<Bean> result = dao.getBeans();

        Collections.reverse(result); // 反轉列表 

        return result;
    }
}

PresenterTest

@Test
    public void testList() throws Exception {
        Bean bean0 = random(Bean.class);
        Bean bean1 = random(Bean.class);

        List<Bean> list       = Arrays.asList(bean0, bean1);
        String     expectJson = new Gson().toJson(list);

        when(dao.getBeans()).thenReturn(list);

        List<Bean> actual = presenter.getBeans();

        Assert.assertEquals(expectJson, new Gson().toJson(actual));
    }

運行，單元測試不通過（預期結果）：

test list error

對于junit來說，列表順序不同，生成的json string不同，junit報錯。對于 “代碼非常在意列表順序” 場景，這邏輯是正確的。但是很多時候，我們并不那么在意列表順序。這種場景下，junit + gson就蛋疼了，但是JsonUnit可以簡單地解決：

@Test
    public void testList() throws Exception {
        Bean bean0 = random(Bean.class);
        Bean bean1 = random(Bean.class);

        List<Bean> list       = Arrays.asList(bean0, bean1);
        String     expectJson = new Gson().toJson(list);

        when(dao.getBeans()).thenReturn(list);

        List<Bean> actual = presenter.getBeans();

        //        Assert.assertEquals(expectJson, new Gson().toJson(actual));

        // expect是json，actual是對象，jsonUnit都沒問題
        assertJsonEquals(expectJson, actual, JsonAssert.when(Option.IGNORING_ARRAY_ORDER));
    }

運行單元測試，通過：

test list pass

JsonUnit還有很多用法，讀者可以上github看看介紹，有大量測試用例，供使用者參考。

解析json的場景

對于測試json解析的場景，JsonUnit的簡介就更明顯了。

public class Presenter {
    public Bean parse(String json) {
        return new Gson().fromJson(json, Bean.class);
    }
}

@Test
    public void testParse() throws Exception {
        String json = "{\"id\":1,\"name\":\"bean\"}";

        Bean actual = presenter.parse(json);

        assertJsonEquals(json, actual);
    }

運行，測試通過：

parse json jsonunit

一個json，一個bean作為參數，都沒問題；如果是 Gson 的話，還要把 Bean 轉成json去比較。

小結

感覺這次談了沒多少東西，但文章很冗長，繁雜的代碼挺多。嘮嘮叨叨地講了一大堆，不知道讀者有沒看明白，本文寫作順序，就是筆者當時探索校驗參數的經歷。這次沒什么高大上的概念，就是基礎的、容易忽略的東西，在單元測試中也十分好用，希望讀者好好體會。

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