详解Java单元测试之JUnit篇

Z时代
2024-01-10
分类：IT

单元测试是编写测试代码，应该准确、快速地保证程序基本模块的正确性。

JUnit是Java单元测试框架，已经在Eclipse中默认安装。

JUnit4

JUnit4通过注解的方式来识别测试方法。目前支持的主要注解有：

@BeforeClass 全局只会执行一次，而且是第一个运行

@Before 在测试方法运行之前运行

@Test 测试方法

@After 在测试方法运行之后允许

@AfterClass 全局只会执行一次，而且是最后一个运行

@Ignore 忽略此方法

下面基于Eclipse介绍JUnit的基本应用

基本测试

1.新建一个项目叫JUnitTest，我们编写一个Calculator类，这是一个能够简单实现加减乘除、平方、开方的计算器类，然后对这些功能进行单元测试。


public class Calculator {
  private static int result; // 静态变量，用于存储运行结果
  public void add(int n) {
    result = result + n;
  }
  public void substract(int n) {
    result = result - 1; //Bug: 正确的应该是 result =result-n
  }
  public void multiply(int n) {
  }     // 此方法尚未写好
  public void divide(int n) {
    result = result / n;
  }
  public void square(int n) {
    result = n * n;
  }
  public void squareRoot(int n) {
    for (; ;) ;      //Bug : 死循环
  }
  public void clear() {   // 将结果清零
    result = 0;
  }
  public int getResult(){
    return result;
  }
}

1.将JUnit4单元测试包引入这个项目：在该项目上点右键，点“属性”，如图

在弹出的属性窗口中，首先在左边选择“Java Build Path”，然后到右上选择“Libraries”标签，之后在最右边点击“Add Library…”按钮，如下图所示

然后在新弹出的对话框中选择JUnit4并点击确定，如上图所示，JUnit4软件包就被包含进我们这个项目了。

2.生成JUnit测试框架：在Eclipse的Package Explorer中用右键点击该类弹出菜单，选择“New JUnit Test Case”。如下图所示：

点击“下一步”后，系统会自动列出你这个类中包含的方法，选择你要进行测试的方法。此例中，我们仅对“加、减、乘、除”四个方法进行测试。

之后系统会自动生成一个新类CalculatorTest，里面包含一些空的测试用例。你只需要将这些测试用例稍作修改即可使用。

完整的CalculatorTest代码如下：


public class CalculatorTest {  
  private static Calculator calculator = new Calculator();
  @Before
  public void setUp() throws Exception {
    calculator.clear();
  }
  @Test
  public void testAdd() {
    calculator.add(3);
    calculator.add(4);
    assertEquals(7, calculator.getResult());
  }
  @Test
  public void testSubstract() {
    calculator.add(8);
    calculator.substract(3);
    assertEquals(5, calculator.getResult());
  }
  @Ignore("Multiply() Not yet implemented")
  @Test
  public void testMultiply() {
    fail("Not yet implemented");
  }
  @Test
  public void testDivide() {
    calculator.add(8);
    calculator.divide(2);
    assertEquals(4, calculator.getResult());
  }
}

1.运行测试代码：按照上述代码修改完毕后，我们在CalculatorTest类上点右键，选择“Run As a JUnit Test”来运行我们的测试，如下图所示

运行结果如下：

进度条是红颜色表示发现错误，具体的测试结果在进度条上面有表示“共进行了4个测试，其中1个测试被忽略，一个测试失败”。

限时测试

对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的程序，很有可能出现死循环，因此一定要采取一些预防措施。限时测试是一个很好的解决方案。我们给这些测试函数设定一个执行时间，超过了这个时间，他们就会被系统强行终止，并且系统还会向你汇报该函数结束的原因是因为超时，这样你就可以发现这些Bug了。要实现这一功能，只需要给@Test标注加一个参数即可，代码如下：


  @Test(timeout = 1000)
  public void squareRoot() {
    calculator.squareRoot(4);
    assertEquals(2, calculator.getResult());
  }

Timeout参数表明了你要设定的时间，单位为毫秒，因此1000就代表1秒。

测试异常

JAVA中的异常处理也是一个重点，因此你经常会编写一些需要抛出异常的函数。那么，如果你觉得一个函数应该抛出异常，但是它没抛出，这算不算Bug呢？这当然是Bug，并JUnit也考虑到了这一点，来帮助我们找到这种Bug。例如，我们写的计算器类有除法功能，如果除数是一个0，那么必然要抛出“除0异常”。因此，我们很有必要对这些进行测试。代码如下：


 @Test(expected = ArithmeticException.class)
 public void divideByZero(){
    calculator.divide(0);
  }

如上述代码所示，我们需要使用@Test标注的expected属性，将我们要检验的异常传递给他，这样JUnit框架就能自动帮我们检测是否抛出了我们指定的异常。

参数化测试

我们可能遇到过这样的函数，它的参数有许多特殊值，或者说他的参数分为很多个区域。

例如，测试一下“计算一个数的平方”这个函数，暂且分三类：正数、0、负数。在编写测试的时候，至少要写3个测试，把这3种情况都包含了，这确实是一件很麻烦的事情。测试代码如下：


  public class AdvancedTest { 
    private static Calculator calculator ＝ new Calculator();
    @Before
    public void clearCalculator(){
      calculator.clear();
    }
    @Test
    public void square1() {
      calculator.square(2);
      assertEquals(4, calculator.getResult());
    }   
    @Test  
    public void square2(){
      calculator.square(0);
      assertEquals(0, calculator.getResult());
    }
    @Test  
    public void square3(){
      calculator.square(-3);
      assertEquals(9, calculator.getResult());
    }
   }

为了简化类似的测试，JUnit4提出了“参数化测试”的概念，只写一个测试函数，把这若干种情况作为参数传递进去，一次性的完成测试。代码如下：


  @RunWith(Parameterized.class)
  public class SquareTest{
    private static Calculator calculator = new Calculator();
    private int param;
    private int result;   
  @Parameters  
  public static Collection data() {
    return Arrays.asList(new Object[][]{
        {2, 4},
        {0, 0},
        {-3, 9},
    });
  }
  //构造函数，对变量进行初始化
  public SquareTest(int param, int result){
    this.param = param;
      this.result = result;
  }
  @Test  
  public void square(){
    calculator.square(param);
    assertEquals(result, calculator.getResult());
  }
 }