沒有單元測試，何談重構
最近科技公司流年不利，那邊與整個硅谷唱反調的川普逆襲上臺了，這邊特斯拉被評為美國最不可靠汽車品牌，據報道是因為特斯拉為Model X增加了過于復雜的功能（高科技多也怪我咯），如前門采用電動開啟方式，中排座椅實現了電動移動，所有這些功能整合在一個平臺上，導致可靠性下滑。通俗解釋下就是電動門有個小bug，電動座椅又有個小bug，一堆小bug最終導致的大bug，人命關天了，本篇就來談談軟件開發中避免小bug的技術：單元測試。
本文將介紹以下內容：
- iOS開發中添加單元測試的方法。
- 如何寫單元測試用例及用例組。
- 介紹單元測試的一些基礎概念。
本篇作為重構的例子，假設了一個視頻網站的電影點播系統，每次點擊播放就會收取費用，按電影種類不同，時段不同，則收費不同，最終計算出顧客的總消費，并計算積分。這個例子的類關系比較清晰易懂，用OC語言實現，iOS開發的童鞋看起來會比較親切，心急的童鞋可以跳過源碼部分，先看后面添加單元測試的部分，需要了解細節時再回頭看源碼。
系統包含一個 電影類 ， 顧客類 ，及 點播類 ，類關系如下圖所示：
電影類
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// Movie.h
// RefactorDemo
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// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
typedef NS_ENUM(NSUInteger, MovieEnum) {
MovieEnumChildrens = 2,
MovieEnumRegular = 0,
MovieEnumNewRelease = 1
};
@class Movie;
@interface Movie : NSObject
@property(nonatomic, copy) NSString *title;
@property(nonatomic) int priceCode;
- (id)initWithTitle:(NSString *)title
priceCode:(int)priceCode;
@end
//
// Movie.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Movie.h"
@implementation Movie
- (id)initWithTitle:(NSString *)title
priceCode:(int)priceCode {
self = [super init];
if (self) {
_title = title;
_priceCode = priceCode;
}
return self;
}
@end
點播類 ：
點播類定義了點播行為，關心點播了什么電影，及點播的時段，這些都影響最終收取的費用。
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// Demand.h
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef NS_ENUM(NSUInteger, TimePeriodEnum) {
TimePeriodEnumWorkDaytime = 1,
TimePeriodEnumWorkNight = 2,
TimePeriodEnumWeekend = 3
};
@class Movie;
@interface Demand : NSObject
@property(nonatomic) Movie *movie;
@property(nonatomic, assign) int timePeriod;
- (id)initWithMovie:(Movie *)movie
timePeriod:(TimePeriodEnum)timePeriod;
@end
//
// Demand.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Demand.h"
#import "Movie.h"
@implementation Demand
- (id)initWithMovie:(Movie *)movie
timePeriod:(TimePeriodEnum)timePeriod {
self = [super init];
if (self) {
_movie = movie;
_timePeriod = timePeriod;
}
return self;
}
@end
顧客類
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// Customer.h
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
@class Demand;
@interface Customer : NSObject
- (id)initCustomerWithName:(NSString *)name;
- (void)addDemand:(Demand *)demand;
- (NSString *)statement;
@end
//
// Customer.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright ? 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Customer.h"
#import "Demand.h"
#import "Movie.h"
@interface Customer () {
NSString *_name;
NSMutableArray *_demands;
}
@end
@implementation Customer
- (id)initCustomerWithName:(NSString *)name {
self = [super init];
if (self) {
_name = name;
}
return self;
}
- (void)addDemand:(Demand *)demand {
if (!_demands) {
_demands = [[NSMutableArray alloc] init];
}
[_demands addObject:demand];
}
- (NSString *)statement {
double totalAmount = 0;
int frequentDemandPotnts = 0;
NSMutableString *result = [NSMutableString stringWithFormat:@"%@的點播清單\\\\n", _name];
for (Demand *aDemand in _demands) {
double thisAmount = 0;
// 根據不同電影定價：
switch (aDemand.movie.priceCode) {
case MovieEnumRegular:
thisAmount += 2; // 普通電影2元一次
break;
case MovieEnumNewRelease:
thisAmount += 3; // 新電影3元一次
break;
case MovieEnumChildrens:
thisAmount += 1.5; // 兒童電影1.5元一次
}
// 根據不同時段定價：
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWorkDaytime)
thisAmount *= 1.0; // 工作日全價
else
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWeekend) {
thisAmount *= 0.5; // 周末半價
}
else
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWorkNight){
thisAmount *= 1.5; // 下班1.5倍
}
frequentDemandPotnts++;
// 周末點播新片積分翻倍：
if ((aDemand.movie.priceCode == MovieEnumNewRelease) &&
aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWeekend) {
frequentDemandPotnts++;
}
[result appendFormat:@"\\\\t%@\\\\t%@ 元\\\\n", aDemand.movie.title, @(thisAmount)];
totalAmount += thisAmount;
}
[result appendFormat:@"費用總計 %@ 元\\\\n", @(totalAmount).stringValue];
[result appendFormat:@"獲得積分 %@", @(frequentDemandPotnts).stringValue];
return result;
}
@end
準備測試工具
這里選用的是XCTest，它是Xcode8中內置的測試框架，使用起來非常簡單，分以下兩種情況為項目添加測試：
1. 新建工程時添加單元測試：
新建時添加單元測試
2.為已有工程添加單元測試
Xcode8中添加的步驟與前幾代有所不同:
添加Target
用關鍵詞test快速找到Unit Testing bundle
添加好單元測試后的工程結構
添加第一個測試
第一個測試是很重要的，它決定了我們后面測試的思路和方向，這里以 需要什么測什么 為指導原則，從結果出發，所以先來看下基本的點播需求：
工作日點播一部普通影片，收費2元，積一分。
根據以上需求描述，我們在 RefactorDemoTests.m 添加測試方法：
- (void)testStatement_Regular {
Movie *matrixMovie1 = [[Movie alloc] initWithTitle:@"黑客帝國1"
priceCode:MovieEnumRegular];
Demand *aDemand1 = [[Demand alloc] initWithMovie:matrixMovie1
timePeriod:TimePeriodEnumWorkDaytime];
// 顧客租賃一部：
Customer *aCustomer = [[Customer alloc] initCustomerWithName:@"溪石"];
[aCustomer addDemand:aDemand1];
XCTAssertTrue([@"溪石的點播清單\\\\n"
@"\\\\t黑客帝國1\\\\t2 元\\\\n"
@"費用總計 2 元\\\\n"
@"獲得積分 1"
isEqualToString:[aCustomer statement]],
@"測試點播一部普通電影");
}
這個測試用例中，顧客“溪石”點播了一部老片《黑客帝國1》，由于是工作日，因此按原價收取，并積1分，詳細細節看Cutomer類源碼中的方法statement()。
按快捷鍵 ?U ，運行測試，發現測試報錯了：
第一次運行測試報錯了
仔細檢查發現，statment()的實現中，總價與單位沒有空一格，斟酌后覺得還是空一格比較清晰，于是修改后，再次按快捷鍵 ?U 運行測試，測試通過：
測試通過了
在單元測試中，綠色表示測試通過，紅色表示測試失敗，已經成為業界標準，XCTest遵循了這一規則。
測試用例組
通過第一個例子，我們知道了測試用例總是以 test 開頭，作為約定俗成，凡是test開頭的方法，都會被XCTest框架自動運行，下面我們添加對周末點播優惠的測試：
- (void)testStatement_Weekend {
Movie *matrixMovie2 = [[Movie alloc] initWithTitle:@"黑客帝國2-重裝上陣"
priceCode:MovieEnumRegular];
Demand *aDemand2 = [[Demand alloc] initWithMovie:matrixMovie2
timePeriod:TimePeriodEnumWeekend];
Customer *aCustomer = [[Customer alloc] initCustomerWithName:@"溪石"];
[aCustomer addDemand:aDemand2];
XCTAssertTrue([@"溪石的點播清單\\\\n"
@"\\\\t黑客帝國2-重裝上陣\\\\t1 元\\\\n"
@"費用總計 1 元\\\\n"
@"獲得積分 1"
isEqualToString:[aCustomer statement]],
@"測試點播一部普通電影，周末半價");
}
這個測試用例除了電影名稱不一樣外，只是將點播時段由工作日改為了周末，以此判斷計算規則是否正確。
這時，我們已經有兩個測試用例了，為了加快測試速度，打開Xcode左側第5項的測試導航面板，可以單獨指定一個用例運行，注意圖中標記處的圖標變化：
單獨運行一個測試用例
如此，我們可以將statement需要考慮的返回情況都寫成一個個都測試用例（這里就不一一列舉了，童鞋們可以自行實現，有問題可以評論中提出，雖然我不一定會回答），可以確保報表算法滿足全部需求。
單元測試和功能測試的差別
功能測試的目的是保證整個軟件包能正常工作，它面向的對象是客戶，保障軟件功能符合客戶的要求的質量，當然這類工作應該交由喜愛找bug的專業測試部門去處理，他們會用與開發截然不同的工具，并且不關心實現的細節（這就是你與測試人員老是話不投機的原因）。
而 單元測試 關注實現的細節，它的目標對象是一個類，一個方法，是我們開發人員用來驗證代碼是否有實現異常的工具，因此寫單元測試時總是尋找那些可能未處理的邊界。
測試循環
從上面的簡單用例中，我們能明顯看到以下通用步驟：
- 準備測試數據。
- 調用目標API
- 驗證輸出和行為
測試循環
小結
本文通過一個電影點播系統的例子，演示了以下內容：
- iOS開發中添加單元測試框架XCTest。
- 用test方法組織單元測試用例及用例組，即可統一運行，也可單獨運行。
- 介紹單元測試的一些基礎概念，了解單元測試的目標，及測試循環。
這些是將來進一步的重構的基礎和前提，限于篇幅，仿造對象等單元測試技術還未提及，歡迎關注溪石，且聽下回分解。
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