作者：Moxie
測試是軟件開發(fā)的重要環(huán)節(jié)之一。按照軟件開發(fā)的過程測試可分為：單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試、域測試（Field test）等。我們這里將討論面向程序員的單元測試。本文首先介紹單元測試的定義，為什么要使用單元測試？單元測試能給我們帶來的好處。之后我們將介紹單元測試的范疇，最后將討論很多朋友不寫單元測試的借口。希望本文能夠再次引起您對單元測試的重視，并說服您老板對編寫單元測試的支持，能讓美麗的單元測試真正應用到您的項目之中。
什么是單元測試
單元測試是開發(fā)者編寫的一小段代碼，用于檢驗被測代碼的一個很小的、很明確的功能是否正確。通常而言，一個單元測試是用于判斷某個特定條件（或者場景）下某個特定函數(shù)的行為。例如，你可能把一個很大的值放入一個有序list 中去，然后確認該值出現(xiàn)在list 的尾部。或者，你可能會從字符串中刪除匹配某種模式的字符，然后確認字符串確實不再包含這些字符了。
單元測試是由程序員自己來完成，最終受益的也是程序員自己。可以這么說，程序員有責任編寫功能代碼，同時也就有責任為自己的代碼編寫單元測試。執(zhí)行單元測試，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試
我們編寫代碼時，一定會反復調(diào)試保證它能夠編譯通過。如果是編譯沒有通過的代碼，沒有任何人會愿意交付給自己的老板。但代碼通過編譯，只是說明了它的語法正確；我們卻無法保證它的語義也一定正確，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，單元測試會為我們的承諾做保證。編寫單元測試就是用來驗證這段代碼的行為是否與我們期望的一致。有了單元測試，我們可以自信的交付自己的代碼，而沒有任何的后顧之憂。
單元測試有下面的這些優(yōu)點：
1、它是一種驗證行為。
程序中的每一項功能都是測試來驗證它的正確性。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)，而不用擔心這個過程中會破壞重要的東西。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程序進行改進。
2、它是一種設計行為。
編寫單元測試將使我們從調(diào)用者觀察、思考。特別是先寫測試（test-first），迫使我們把程序設計成易于調(diào)用和可測試的，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。
單元測試是一種無價的文檔，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、可運行的，并且它保持最新，永遠與代碼同步。
4、它具有回歸性。
自動化的單元測試避免了代碼出現(xiàn)回歸，編寫完成之后，可以隨時隨地的快速運行測試。
單元測試的范疇
如果要給單元測試定義一個明確的范疇，指出哪些功能是屬于單元測試，這似乎很難。但下面討論的四個問題，基本上可以說明單元測試的范疇，單元測試所要做的工作。
1、 它的行為和我期望的一致嗎？
這是單元測試最根本的目的，我們就是用單元測試的代碼來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？
編寫單元測試，如果只測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)是一個項復雜的工程，在測試某段代碼的行為是否和你的期望一致時，你需要確認：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)絡掉線的時候。
3、 我可以依賴單元測試嗎？
不能依賴的代碼是沒有多大用處的。既然單元測試是用來保證代碼的正確性，那么單元測試也一定要值得依賴。
4、 單元測試說明我的意圖了嗎？
單元測試能夠幫我們充分了解代碼的用法，從效果上而言，單元測試就像是能執(zhí)行的文檔，說明了在你用各種條件調(diào)用代碼時，你所能期望這段代碼完成的功能。
不寫測試的借口
到這里，我們已經(jīng)列舉了使用單元測試的種種理由。也許，每個人都同意，是的，該做更多的測試。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這么去做，不是嗎？
1、 編寫單元測試太花時間了。
我們知道，在開發(fā)時越早發(fā)現(xiàn)BUG，就能節(jié)省更多的時間，降低更多的風險。
下圖表摘自<<實用軟件度量>>(Capers Jones，McGraw-Hill 1991)，它列出了準備測試，執(zhí)行測試，和修改缺陷所花費的時間(以一個功能點為基準)，這些數(shù)據(jù)顯示單元測試的成本效率大約是集成測試的兩倍，是系統(tǒng)測試的三倍(參見條形圖)。
術(shù)語：域測試(Field test)意思是在軟件投入使用以后，針對某個領域所作的所有測試活動。
如果你仍然認為在編寫產(chǎn)品代碼的時候，還是沒有時間編寫測試代碼，那么請先考慮下面這些問題：
1）、對于所編寫的代碼，你在調(diào)試上面花了多少時間。
2）、對于以前你自認為正確的代碼，而實際上這些代碼卻存在重大的bug，你花了多少時間在重新確認這些代碼上面。
3）、對于一個別人報告的bug，你花了多少時間才找出導致這個bug 的源碼位置。
回答完這些問題，你一定不再以“太花時間”作為拒絕單元測試的借口。
2、 運行測試的時間太長了。
合適的測試是不會讓這種情況發(fā)生的。實際上，大多數(shù)測試的執(zhí)行都是非常快的，因此你在幾秒之內(nèi)就可以運行成千上萬個測試。但是有時某些測試會花費很長的時間。這時，需要把這些耗時的測試和其他測試分開。通常可以每天運行這種測試一次，或者幾天一次。
3、 測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，所以也就無從測試。
如果你實在不清楚代碼的行為，那么估計現(xiàn)在并不是編碼的時候。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)說過，代碼通過編譯只是驗證它的語法通過。但并不能保證它的行為就一定正確。
6、 公司請我來是為了寫代碼，而不是寫測試。
公司付給你薪水是為了讓你編寫產(chǎn)品代碼，而單元測試大體上是一個工具，是一個和編輯器、開發(fā)環(huán)境、編譯器等處于同一位置的工具。
7、 如果我讓測試員或者QA（Quality Assurance）人員沒有工作，那么我會覺得很內(nèi)疚。
你并不需要擔心這些。請記住，我們在此只是談論單元測試，而它只是一種針對源碼的、低層次的，為程序員而設計的測試。在整個項目中，還有其他的很多測試需要這些人來完成，如：功能測試、驗收測試、性能測試、環(huán)境測試、有效性測試、正確性測試、正規(guī)分析等等。
8、 我的公司并不會讓我在真實系統(tǒng)中運行單元測試。
我們所討論的只是針對開發(fā)者的單元測試。也就是說，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）運行這些測試的話，那么它們就不再是單元測試，而是其他類型的測試了。實際上，你可以在你的本機運行單元測試，使用你自己的數(shù)據(jù)庫，或者使用mock 對象。
總結(jié)
總而言之，單元測試會讓我們的開發(fā)工作變得更加輕松，讓我們對自己的代碼更加自信。無論是大型項目還是小型項目，無論是時間緊迫的項目還是時間寬裕的項目，只要代碼不是一次寫完永不改動，編寫單元測試就一定超值，它已成為我們編碼不可缺少的一部分。
參考資料
《單元測試之道Java版——使用JUNIT》：這是一本非常好的介紹單元測試的書，作者講的非常透徹，譯者的文筆也很好。在此向您強烈推薦。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。