作者：Moxie
測(cè)試是軟件開發(fā)的重要環(huán)節(jié)之一。按照軟件開發(fā)的過程測(cè)試可分為：?jiǎn)卧獪y(cè)試、集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、域測(cè)試（Field test）等。我們這里將討論面向程序員的單元測(cè)試。本文首先介紹單元測(cè)試的定義，為什么要使用單元測(cè)試？單元測(cè)試能給我們帶來(lái)的好處。之后我們將介紹單元測(cè)試的范疇，最后將討論很多朋友不寫單元測(cè)試的借口。希望本文能夠再次引起您對(duì)單元測(cè)試的重視，并說(shuō)服您老板對(duì)編寫單元測(cè)試的支持，能讓美麗的單元測(cè)試真正應(yīng)用到您的項(xiàng)目之中。
什么是單元測(cè)試
單元測(cè)試是開發(fā)者編寫的一小段代碼，用于檢驗(yàn)被測(cè)代碼的一個(gè)很小的、很明確的功能是否正確。通常而言，一個(gè)單元測(cè)試是用于判斷某個(gè)特定條件（或者場(chǎng)景）下某個(gè)特定函數(shù)的行為。例如，你可能把一個(gè)很大的值放入一個(gè)有序list 中去，然后確認(rèn)該值出現(xiàn)在list 的尾部。或者，你可能會(huì)從字符串中刪除匹配某種模式的字符，然后確認(rèn)字符串確實(shí)不再包含這些字符了。
單元測(cè)試是由程序員自己來(lái)完成，最終受益的也是程序員自己。可以這么說(shuō)，程序員有責(zé)任編寫功能代碼，同時(shí)也就有責(zé)任為自己的代碼編寫單元測(cè)試。執(zhí)行單元測(cè)試，就是為了證明這段代碼的行為和我們期望的一致。
為什么要使用單元測(cè)試
我們編寫代碼時(shí)，一定會(huì)反復(fù)調(diào)試保證它能夠編譯通過。如果是編譯沒有通過的代碼，沒有任何人會(huì)愿意交付給自己的老板。但代碼通過編譯，只是說(shuō)明了它的語(yǔ)法正確；我們卻無(wú)法保證它的語(yǔ)義也一定正確，沒有任何人可以輕易承諾這段代碼的行為一定是正確的。
幸運(yùn)，單元測(cè)試會(huì)為我們的承諾做保證。編寫單元測(cè)試就是用來(lái)驗(yàn)證這段代碼的行為是否與我們期望的一致。有了單元測(cè)試，我們可以自信的交付自己的代碼，而沒有任何的后顧之憂。
單元測(cè)試有下面的這些優(yōu)點(diǎn)：
1、它是一種驗(yàn)證行為。
程序中的每一項(xiàng)功能都是測(cè)試來(lái)驗(yàn)證它的正確性。它為以后的開發(fā)提供支緩。就算是開發(fā)后期，我們也可以輕松的增加功能或更改程序結(jié)構(gòu)，而不用擔(dān)心這個(gè)過程中會(huì)破壞重要的東西。而且它為代碼的重構(gòu)提供了保障。這樣，我們就可以更自由的對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)。
2、它是一種設(shè)計(jì)行為。
編寫單元測(cè)試將使我們從調(diào)用者觀察、思考。特別是先寫測(cè)試（test-first），迫使我們把程序設(shè)計(jì)成易于調(diào)用和可測(cè)試的，即迫使我們解除軟件中的耦合。
3、它是一種編寫文檔的行為。
單元測(cè)試是一種無(wú)價(jià)的文檔，它是展示函數(shù)或類如何使用的最佳文檔。這份文檔是可編譯、可運(yùn)行的，并且它保持最新，永遠(yuǎn)與代碼同步。
4、它具有回歸性。
自動(dòng)化的單元測(cè)試避免了代碼出現(xiàn)回歸，編寫完成之后，可以隨時(shí)隨地的快速運(yùn)行測(cè)試。
單元測(cè)試的范疇
如果要給單元測(cè)試定義一個(gè)明確的范疇，指出哪些功能是屬于單元測(cè)試，這似乎很難。但下面討論的四個(gè)問題，基本上可以說(shuō)明單元測(cè)試的范疇，單元測(cè)試所要做的工作。
1、 它的行為和我期望的一致嗎？
這是單元測(cè)試最根本的目的，我們就是用單元測(cè)試的代碼來(lái)證明它所做的就是我們所期望的。
2、 它的行為一直和我期望的一致嗎？
編寫單元測(cè)試，如果只測(cè)試代碼的一條正確路徑，讓它正確走一遍，并不算是真正的完成。軟件開發(fā)是一個(gè)項(xiàng)復(fù)雜的工程，在測(cè)試某段代碼的行為是否和你的期望一致時(shí)，你需要確認(rèn)：在任何情況下，這段代碼是否都和你的期望一致；譬如參數(shù)很可疑、硬盤沒有剩余空間、緩沖區(qū)溢出、網(wǎng)絡(luò)掉線的時(shí)候。
3、 我可以依賴單元測(cè)試嗎？
不能依賴的代碼是沒有多大用處的。既然單元測(cè)試是用來(lái)保證代碼的正確性，那么單元測(cè)試也一定要值得依賴。
4、 單元測(cè)試說(shuō)明我的意圖了嗎？
單元測(cè)試能夠幫我們充分了解代碼的用法，從效果上而言，單元測(cè)試就像是能執(zhí)行的文檔，說(shuō)明了在你用各種條件調(diào)用代碼時(shí)，你所能期望這段代碼完成的功能。
不寫測(cè)試的借口
到這里，我們已經(jīng)列舉了使用單元測(cè)試的種種理由。也許，每個(gè)人都同意，是的，該做更多的測(cè)試。這種人人同意的事情還多著呢，是的，該多吃蔬菜，該戒煙，該多休息，該多鍛煉……這并不意味著我們中的所有人都會(huì)這么去做，不是嗎？
1、 編寫單元測(cè)試太花時(shí)間了。
我們知道，在開發(fā)時(shí)越早發(fā)現(xiàn)BUG，就能節(jié)省更多的時(shí)間，降低更多的風(fēng)險(xiǎn)。
下圖表摘自<<實(shí)用軟件度量>>(Capers Jones，McGraw-Hill 1991)，它列出了準(zhǔn)備測(cè)試，執(zhí)行測(cè)試，和修改缺陷所花費(fèi)的時(shí)間(以一個(gè)功能點(diǎn)為基準(zhǔn))，這些數(shù)據(jù)顯示單元測(cè)試的成本效率大約是集成測(cè)試的兩倍，是系統(tǒng)測(cè)試的三倍(參見條形圖)。
術(shù)語(yǔ)：域測(cè)試(Field test)意思是在軟件投入使用以后，針對(duì)某個(gè)領(lǐng)域所作的所有測(cè)試活動(dòng)。
如果你仍然認(rèn)為在編寫產(chǎn)品代碼的時(shí)候，還是沒有時(shí)間編寫測(cè)試代碼，那么請(qǐng)先考慮下面這些問題：
1）、對(duì)于所編寫的代碼，你在調(diào)試上面花了多少時(shí)間。
2）、對(duì)于以前你自認(rèn)為正確的代碼，而實(shí)際上這些代碼卻存在重大的bug，你花了多少時(shí)間在重新確認(rèn)這些代碼上面。
3）、對(duì)于一個(gè)別人報(bào)告的bug，你花了多少時(shí)間才找出導(dǎo)致這個(gè)bug 的源碼位置。
回答完這些問題，你一定不再以“太花時(shí)間”作為拒絕單元測(cè)試的借口。
2、 運(yùn)行測(cè)試的時(shí)間太長(zhǎng)了。
合適的測(cè)試是不會(huì)讓這種情況發(fā)生的。實(shí)際上，大多數(shù)測(cè)試的執(zhí)行都是非常快的，因此你在幾秒之內(nèi)就可以運(yùn)行成千上萬(wàn)個(gè)測(cè)試。但是有時(shí)某些測(cè)試會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。這時(shí)，需要把這些耗時(shí)的測(cè)試和其他測(cè)試分開。通常可以每天運(yùn)行這種測(cè)試一次，或者幾天一次。
3、 測(cè)試代碼并不是我的工作。
你的工作就是保證代碼能夠正確的完成你的行為，恰恰相反，測(cè)試代碼正是你不可缺少的工作。
4、 我并不清楚代碼的行為，所以也就無(wú)從測(cè)試。
如果你實(shí)在不清楚代碼的行為，那么估計(jì)現(xiàn)在并不是編碼的時(shí)候。如果你并不知道代碼的行為，那么你又如何知道你編寫的代碼是正確的呢?
5、 但是這些代碼都能夠編譯通過。
我們前面已經(jīng)說(shuō)過，代碼通過編譯只是驗(yàn)證它的語(yǔ)法通過。但并不能保證它的行為就一定正確。
6、 公司請(qǐng)我來(lái)是為了寫代碼，而不是寫測(cè)試。
公司付給你薪水是為了讓你編寫產(chǎn)品代碼，而單元測(cè)試大體上是一個(gè)工具，是一個(gè)和編輯器、開發(fā)環(huán)境、編譯器等處于同一位置的工具。
7、 如果我讓測(cè)試員或者QA（Quality Assurance）人員沒有工作，那么我會(huì)覺得很內(nèi)疚。
你并不需要擔(dān)心這些。請(qǐng)記住，我們?cè)诖酥皇钦務(wù)搯卧獪y(cè)試，而它只是一種針對(duì)源碼的、低層次的，為程序員而設(shè)計(jì)的測(cè)試。在整個(gè)項(xiàng)目中，還有其他的很多測(cè)試需要這些人來(lái)完成，如：功能測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試、性能測(cè)試、環(huán)境測(cè)試、有效性測(cè)試、正確性測(cè)試、正規(guī)分析等等。
8、 我的公司并不會(huì)讓我在真實(shí)系統(tǒng)中運(yùn)行單元測(cè)試。
我們所討論的只是針對(duì)開發(fā)者的單元測(cè)試。也就是說(shuō)，如果你可以在其他的環(huán)境下（例如在正式的產(chǎn)品系統(tǒng)中）運(yùn)行這些測(cè)試的話，那么它們就不再是單元測(cè)試，而是其他類型的測(cè)試了。實(shí)際上，你可以在你的本機(jī)運(yùn)行單元測(cè)試，使用你自己的數(shù)據(jù)庫(kù)，或者使用mock 對(duì)象。
總結(jié)
總而言之，單元測(cè)試會(huì)讓我們的開發(fā)工作變得更加輕松，讓我們對(duì)自己的代碼更加自信。無(wú)論是大型項(xiàng)目還是小型項(xiàng)目，無(wú)論是時(shí)間緊迫的項(xiàng)目還是時(shí)間寬裕的項(xiàng)目，只要代碼不是一次寫完永不改動(dòng)，編寫單元測(cè)試就一定超值，它已成為我們編碼不可缺少的一部分。
參考資料
《單元測(cè)試之道Java版——使用JUNIT》：這是一本非常好的介紹單元測(cè)試的書，作者講的非常透徹，譯者的文筆也很好。在此向您強(qiáng)烈推薦。本文內(nèi)容，也有很多直接引用于此書！
《JUNIT IN ACTION》：這是一本專門介紹JUNIT的好書。