如何编写单元测试用例

在项目中怎么用junit写单元测试用例~

　　首先我们需要先下载相应的 JUnit 相关的 JAR 包，下载的过程可以去 JUnit 的官方网站，也可以直接通过 Maven 资源仓库来完成。

　　使用简单的 @Test 注解实现我们的测试方法的编写和执行
　　准备工作做好之后，接下来我们就可以开始尝试编写壹个简单的测试代码了。首先，我们编写了壹个 Calculator 类，并提供五个方法分别完成加减乘除以及求平方的运算。代码如下：

　　package net.oschina.bairrfhoinn.main;
　　public class Calculator {
　　public void add(int n){
　　result += n;
　　}
　　public void substract(int n){
　　result -= n;
　　}
　　public void multiply(int n){
　　result *= n;
　　}
　　public void divide(int n){
　　result /= n;
　　}
　　public void square(int n){
　　result = n * n;
　　}
　　public int getReuslt(){
　　return result;
　　}
　　public void clear(){
　　result = 0;
　　}
　　private static int result;
　　}
　　

　　在测试类中用到了JUnit4框架，自然要把相应地Package包含进来。最主要地一个Package就是org.junit.*。把它包含进来之后，绝大部分功能就有了。还有一句话也非常地重要“import static org.junit.Assert.*;”，我们在测试的时候使用的壹系列assertEquals()方法就来自这个包。大家注意壹下，这是壹个静态包含（static），是JDK5中新增添的壹个功能。也就是说，assertEquals是Assert类中的壹系列的静态方法，壹般的使用方式是Assert. assertEquals()，但是使用了静态包含后，前面的类名就可以省略了，使用起来更加的方便。
　　另外要注意的是，我们的测试类是壹个独立的类，没有任何父类。测试类的名字也可以任意命名，没有任何局限性。所以我们不能通过类的声明来判断它是不是一个测试类，它与普通类的区别在于它内部的方法的声明，我们接着会讲到。在测试类中，并不是每壹个方法都是用于测试的，所以我们必须使用“注解”来明确表明哪些是测试方法。“注解”也是JDK5的壹个新特性，用在此处非常恰当。我们可以看到，在某些方法的前有@Before、@Test、@Ignore等字样，这些就是注解，以壹个“@”作为开头。这些注解都是JUnit4自定义的，熟练掌握这些注解的含义，对于编写恰当的测试类非常重要。

　　接下来我们创建壹个测试类 CalculatorTest.java，代码如下：

　　package net.oschina.bairrfhoinn.test;
　　import static org.junit.Assert.*;
　　import org.junit.Test;
　　import net.oschina.bairrfhoinn.main.Calculator;
　　public class CalculatorTest {
　　private static Calculator calculator = new Calculator();
　　@Test
　　public void testAdd(){
　　calculator.add(7);
　　calculator.add(8);
　　assertEquals(15, calculator.getReuslt());
　　}
　　}
　　

　　首先，我们要在方法的前面使用@Test标注，以表明这是壹个测试方法。对于方法的声明也有如下要求：名字可以随便取，没有任何限制，但是返回值必须为void，而且不能有任何参数。如果违反这些规定，会在运行时抛出壹个异常。至于方法内该写些什么，那就要看你需要测试些什么了。比如上述代码中，我们想测试壹下add()方法的功能是否正确，就在测试方法中调用几次add函数，初始值为0，先加7，再加8，我们期待的结果应该是15。如果最终实际结果也是15，则说明add()方法是正确的，反之说明它是错的。assertEquals(15, calculator.getResult());就是用来判断期待结果和实际结果是否相等，其中第壹个参数填写期待结果，第二个参数填写实际结果，也就是通过计算得到的结果。这样写好之后，JUnit 会自动进行测试并把测试结果反馈给用户。
　　如果想运行它，可以在 eclipse 的资源管理器中选择该类文件，然后点击右键，选择 Run As->JUnit Test 即可看到运行结果。

　　使用@Test 的属性 Ignore 指定测试时跳过这个方法
　　如果在写程序前做了很好的规划，那么哪些方法是什么功能都应该实现并且确定下来。因此，即使该方法尚未完成，他的具体功能也是确定的，这也就意味着你可以为他编写测试用例。但是，如果你已经把该方法的测试用例写完，但该方法尚未完成，那么测试的时候无疑是“失败”。这种失败和真正的失败是有区别的，因此 JUnit 提供了壹种方法来区别他们，那就是在这种测试函数的前面加上 @Ignore 标注，这个标注的含义就是“某些方法尚未完成，暂不参与此次测试”。这样的话测试结果就会提示你有几个测试被忽略，而不是失败。壹旦你完成了相应函数，只需要把@Ignore标注删去，就可以进行正常的测试。
　　比如说上面的测试类 Calculator.java 中，假设我们的 Calculator 类的 multiply() 方法没有实现，我们可以在测试类 CalculatorTest 中先写如下测试代码：

　　package net.oschina.bairrfhoinn.test;
　　import static org.junit.Assert.*;
　　import org.junit.Ignore;
　　import org.junit.Test;
　　import net.oschina.bairrfhoinn.main.Calculator;
　　public class CalculatorTest {
　　private static Calculator calculator = new Calculator();
　　... //此处代码省略
　　@Ignore("method square() not implemented, please test this later...")
　　@Test
　　public void testSquare(){
　　calculator.square(3);
　　assertEquals(9, calculator.getReuslt());
　　}
　　}
　　

　　我们再运行壹次测试，会看到如下结果，从图中可以很明显的看出，方法testSquare() 上的 @Ignore 注解已经生效了，运行时直接跳过了它，而方法testAdd()仍然正常的运行并通过了测试。

　　使用注解 @Before 和 @After 来完成前置工作和后置工作
　　前置工作通常是指我们的测试方法在运行之前需要做的壹些准备工作，如数据库的连接、文件的加载、输入数据的准备等需要在运行测试方法之前做的事情，都属于前置工作；类似的，后置工作则是指测试方法在运行之后的壹些要做的事情，如释放数据库连接、输入输出流的关闭等；比如我们上面的测试，由于只声明了壹个 Calculator 对象，他的初始值是0，但是测试完加法操作后，他的值就不是0了；接下来测试减法操作，就必然要考虑上次加法操作的结果。这绝对是壹个很糟糕的设计！我们非常希望每壹个测试方法都是独立的，相互之间没有任何耦合度。因此，我们就很有必要在执行每壹个测试方法之前，对Calculator对象进行壹个“复原”操作，以消除其他测试造成的影响。因此，“在任何壹个测试方法执行之前必须执行的代码”就是壹个前置工作，我们用注解 @Before 来标注它，如下例子所示：

　　package net.oschina.bairrfhoinn.test;
　　...
　　import org.junit.After;
　　import org.junit.Before;
　　import org.junit.Ignore;
　　import org.junit.Test;
　　public class CalculatorTest {
　　...//这里省略部分代码
　　@Before
　　public void setUp() throws Exception {
　　calculator.clear();
　　}
　　@After
　　public void tearDown() throws Exception {
　　System.out.println("will do sth here...");
　　}
　　...//这里省略部分代码
　　}
　　

　　另外要说的是，注解 @Before 是定义在 org.junit.Before 这个类中的，因此使用时需要将其引入我们的代码中。这样做了之后，每次我们运行测试方法时，JUnit 都会先运行 setUp() 方法将 result 的值清零。不过要注意的是，这里不再需要 @Test 注解，因为这并不是壹个 test，只是壹个前置工作。同理，如果“在任何测试执行之后需要进行的收尾工作，我们应该使用 @After 来标注，方法与它类似。由于本例比较简单，不需要用到此功能，所以我们只是简单了给它添加了壹个 tearDown() 方法并在收尾时打印壹句话到控制台，并且使用 @After 来注解这个方法。
　　使用@BeforeClass 和 @AfterClass 来完成只需要执行壹次的前置工作和后置工作
　　上面我们提到了两个注解 @Before 和 @After ，我们来看看他们是否适合完成如下功能：有壹个类负责对大文件（超过500 MB）进行读写，他的每壹个方法都是对文件进行操作。换句话说，在调用每壹个方法之前，我们都要打开壹个大文件并读入文件内容，这绝对是壹个非常耗费时的操作。如果我们使用 @Before 和 @After ，那么每次测试都要读取壹次文件，效率及其低下。所以我们希望的是，在所有测试壹开始读壹次文件，所有测试结束之后释放文件，而不是每次测试都读文件。JUnit的作者显然也考虑到了这个问题，它给出了@BeforeClass 和 @AfterClass 两个注解来帮我们实现这个功能。从名字上就可以看出，用这两个注解标注的函数，只在测试用例初始化时执行 @BeforeClass 方法，当所有测试执行完毕之后，执行 @AfterClass 进行收尾工作。在这里要注意壹下，每个测试类只能有壹个方法被标注为 @BeforeClass 或 @AfterClass，而且该方法必须是 public static 类型的。
　　使用@Test 的属性 timeout 来完成限时测试，以检测代码中的死循环
　　现在假设我们的 Calculator 类中的 square() 方法是个死循环，那应该怎么办呢，比如说像下面这样：

　　public void square(int n){
　　for(;;){}
　　}
　　

　　如果测试的时候遇到死循环，你的脸上绝对不会露出笑容的。因此，对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的、有可能出现死循环的程序，因此壹定要采取壹些预防措施。限时测试是壹个很好的解决方案。我们给这些测试函数设定壹个预期的执行时间，超过了这壹时间，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。要实现这壹功能，只需要给 @Test 标注加壹个参数timeout即可，代码如下：

　　@Test(timeout=2000L)
　　public void testSquare() {
　　calculator.square(3);
　　assertEquals(9, calculator.getReuslt());
　　}
　　

　　timeout参数表明了你预计该方法运行的时长，单位为毫秒，因此2000就代表2秒。现在我们让这个测试方法运行壹下，看看失败时是什么效果。

　　使用@Test 的属性expected来监控测试方法中可能会抛出的某些异常
　　JAVA中的异常处理也是壹个重点，因此你经常会编写壹些需要抛出异常的函数。如果你觉得壹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，JUnit 也考虑到了这壹点，并且可以帮助我们找到这种 Bug。例如，我们写的计算器类有除法功能，如果除数是壹个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=java.lang.ArithmeticException.class)
　　public void testDivide(){
　　calculator.divide(0);
　　}
　　

　　如上述代码所示，我们需要使用@Test注解中的expected属性，将我们要检验的异常（这里是 java.lang.ArithmeticException）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。
　　指定 JUnit 运行测试用例时的 Runner
　　大家有没有想过这个问题，当你把测试代码提交给JUnit框架后，框架是如何来运行你的代码的呢？答案就是Runner。在JUnit中有很多个Runner，他们负责调用你的测试代码，每壹个Runner都有其各自的特殊功能，你要根据需要选择不同的Runner来运行你的测试代码。可能你会觉得奇怪，前面我们写了那么多测试，并没有明确指定壹个Runner啊？这是因为JUnit中有壹个默认的Runner，如果你没有指定，那么系统会自动使用默认Runner来运行你的代码。换句话说，下面两段代码含义是完全壹样的：

　　import org.junit.runner.RunWith;
　　import org.junit.runners.JUnit4;
　　@RunWith(JUnit4.class)
　　public class CalculatorTest {
　　...//省略此处代码
　　}
　　//用了系统默认的JUnit4.class，运行效果完全壹样
　　public class CalculatorTest {
　　...//省略此处代码
　　}
　　

1，语句覆盖：语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程序，使得每一条可执行语句至少执行一次。
2，判定覆盖（也叫分支覆盖）：设计若干个测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次。
3，条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次。
4，判定——条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次，并且每个可能的判断结果也至少执行一次。
5，条件组合测试：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的所有条件取值组合至少执行一次。

一、 单元测试的概念

　　单元通俗的说就是指一个实现简单功能的函数。单元测试就是只用一组特定的输入(测试用例)测试函数是否功能正常，并且返回了正确的输出。

　　测试的覆盖种类

　　1.语句覆盖：语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程序，使得每一条可执行语句至少执行一次。

　　2.判定覆盖（也叫分支覆盖）：设计若干个测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次。

　　3.条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次。

　　4.判定——条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次，并且每个可能的判断结果也至少执行一次。

　　5.条件组合测试：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的所有条件取值组合至少执行一次。

　　6.路径测试：设计足够的测试用例，运行所测程序，要覆盖程序中所有可能的路径。

　　用例的设计方案主要的有下面几种：条件测试，基本路径测试，循环测试。通过上面的方法可以实现测试用例对程序的逻辑覆盖，和路径覆盖。

二、开始测试前的准备

　　在开始测试时，要先声明一下，无论你设计多少测试用例，无论你的测试方案多么完美，都不可能完全100%的发现所有BUG，我们所需要做的是用最少的资源，做最多测试检查，寻找一个平衡点保证程序的正确性。穷举测试是不可能的。所以现在进行单元测试我选用的是现在一般用的比较多的基本路径测试法。
三、开始测试

　　基本路径测试法：设计出的测试用例要保证每一个基本独立路径至少要执行一次。

　　函数说明 ：当i_flag=0；返回 i_count+100
当i_flag=1；返回 i_count *10
否则 返回 i_count *20

输入参数：int i_count ，
int i_flag
输出参数： int i_return;

代码：

1 int Test(int i_count, int i_flag)
2 {
3 int i_temp = 0;
4 while (i_count>0)
5 {
6 if (0 == i_flag)
7 {
8 i_temp = i_count + 100;
9 break;
10 }
11 else
12 {
13 if (1 == i_flag)
14 {
15 i_temp = i_temp + 10;
16 }
17 else
18 {
19 i_temp = i_temp + 20;
20 }
21 }
22 i_count--;
23 }
21 }
22 i_count--;
23 }
24 return i_temp;
25 }

　　1.画出程序控制流程图

　　圈中的数字代表的是语句的行号，也许有人问为什么选4,6,13,8......作为结点，第2行，第3行为什么不是结点，因为选择结点是有规律的。让我们看程序中；第2行，第3行是按顺序执行下来的。直到第4行才出现了循环操作。而2，3行没有什么判断，选择等分支操作，所以我们把2，3，4全部合并成一个结点。其他的也是照这个规则合并，然后就有了上面的流程图。

　　2.计算圈复杂度

　　有了图以后我们要知道到底我们有写多少个测试用例，才能满足基本路径测试。

　　这里有有了一个新概念——圈复杂度

　　圈复杂度是一种为程序逻辑复杂性提供定量测试的软件度量。将该度量用于计算程序的基本独立路径数目。为确保所有语句至少执行一次的测试数量的上界。

　　公式圈复杂度V（G）=E+N+2，E是流图中边的数量，N是流图中结点的数量。

　　公式圈复杂度V（G）=P+1 ，P是流图G中判定结点的数量。

　　通俗的说圈负责度就是判断单元是不是复杂，是不是好测试的标准。一般来说如果圈复杂度如果大于20就表示这个单元的可测试性不好，太复杂（也许有人觉得无所谓，但是如果你们公司实行了CMMI5的话，对这个是有规定的）。

　　从图中我们可以看到，

V（G）=10条边-8结点+2=4
V（G）=3个判定结点+1=4

　　上图的圈复杂图是4。这个结果对我们来说有什么意义呢？它表示我们只要最多4个测试用例就可以达到基本路径覆盖。

　　3.导出程序基本路径。
　3.导出程序基本路径。

　　现在我们知道了起码要写4个测试用例，但是怎么设计这4个测试用例？

　　导出程序基本路径，根据程序基本路径设计测试用例子。

　　程序基本路径：基本独立路径就是从程序的开始结点到结束可以选择任何的路径遍历，但是每条路径至少应该包含一条已定义路径不曾用到的边。（看起来不好理解，让我们看例子）。

　　让我们看上面的流程图：从结点4到24有几条路径呢？

1 B（4，24）
2 C，E，J（4，6，8，24）
3 C，D，F，H，A，B（4，6，13，15，22，4，24）
4 C，D，G，I，A，B（4，6，13，19，22，4，24）
还有吗？？

5 C，D，C，I，A，C，E，J（4，6，13，19，22，4，6，8，24）算吗？

　　不算，为什么？因为上面的4条路径已经包括了所有的边。第5条路径已经不包含没有用过的边了。所有的路径都遍历过了。

　　好了，现在我们有了4条基本独立路径根据独立路径我们可以设计测试用例。

1 B（4，24）
输入数据：i_flag=0，或者是i_flag<0的某一个值。
预期结果：i_temp=0.

2 C，E，J（4，6，8，24）
输入数据： i_count =1; i_flag=0
预期结果：i_temp=101.

3 C，D，F，H，A，B（4，6，13，15，22，4，24）
输入数据： i_count =1; i_flag=1
预期结果：i_temp=10.

4 C，D，G，I，A，B（4，6，13，19，22，4，24）
输入数据： i_count =1; i_flag=2
预期结果：i_temp=20.

　　这里的输入数据是有路径和程序推论出来的。而要注意的是预期结果是从函数说明中导出，不能根据程序结构中导出。

　　为什么这么说？
　　让我们看程序中的第3行。
　　int i_temp=0; 假如开发人员一不小心写错了，变成了int i_temp=1; 根据程序导出的预期结果就会是一个错误的值，但是单元测试不出来问题，那单元测试就失去了意义。

　　有人也许会问这么简单的函数就有4个测试用例，如果还复杂一些的怎么办？上面的测试用例还可以简化吗？答案是可以。

　　我们来看 路径 1 B（4，24）和 4 C，D，G，I，A，B（4，6，13，19，22，4，24），路径1是路径4的真子集， 所以1是可以不必要的。上图的圈复杂度是4。这个结果对我们来说有什么意义呢？它表示我们只要最多4个测试用例就可以达到基本路径覆盖。所以说圈复杂度标示是最多的测试用例个数，不是一定要4个测试用例才可以。不过有一点要申明的是测试用例越简化代表你的测试越少，这样程序的安全性就越低了。

四、完成测试

　　接下来根据测试用例使用工具测试NUNIT，VS2005都可以。

　　接下来根据测试结果编写测试报告，测试人，时间，结果，用例，是否通过，格式网上一大把，每个公司的格式也不一样就不说了。

1，语句覆盖：语句覆盖就是设计若干个测试用例，运行被测试程序，使得每一条可执行语句至少执行一次。

2，判定覆盖（也叫分支覆盖）：设计若干个测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的取真分支和取假分支至少执行一次。

3，条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次。

4，判定——条件覆盖：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的每个条件的每个可能取值至少执行一次，并且每个可能的判断结果也至少执行一次。

5，条件组合测试：设计足够的测试用例，运行所测程序，使程序中每个判断的所有条件取值组合至少执行一次。

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