不拼花哨，只拼實用：unittest指南，乾貨為王！

软件测试潇潇發表於2024-03-27

Python為開發者提供了內建的單元測試框架 unittest，它是一種強大的工具，能夠有效地編寫和執行單元測試。unittest 提供了完整的測試結構，支援自動化測試的執行，能夠對測試用例進行組織，並且提供了豐富的斷言方法。最終，unittest 會生成詳細的測試報告，這個框架非常簡單且易於使用。

`unittest`核心概念

在 unittest 中，有四個核心概念：

TestCase（測試用例）：每個測試用例例項用於封裝一個或多個測試函式。
TestSuite（測試套件）：這是多個測試用例的集合，用於組織和執行多個測試用例。
TestLoader（測試載入器）：這是一個用於將測試用例載入到測試套件中的工具。
TextTestRunner（測試執行器）：這是用於執行測試用例的執行器，負責執行測試並生成結果報告。
Fixture（環境管理機制）：這是測試用例的環境搭建和銷燬部分，包括前置條件和後置條件。

`unittest`的工作流程

編寫繼承自 unittest.TestCase 的測試用例類，其中每個測試函式都是一個獨立的測試用例。
使用 TestLoader 載入測試用例，並將它們組織成 TestSuite 物件。
使用 TestRunner 執行 TestSuite 中的測試用例，並輸出測試結果。

使用`unittest`初級指南

匯入 unittest 模組以及被測試的檔案或類。
建立一個測試類，並繼承 unittest.TestCase，所有自定義的單元測試類都要繼承它，作為基類。
重寫 setUp 和 tearDown 方法，用於初始化和清理測試環境（如果有必要）。
定義測試函式，函式名以 test_ 開頭，這樣才能被識別並執行。
在測試函式中使用斷言來判斷測試結果是否符合預期。
呼叫 unittest.main() 方法執行測試用例，按照函式名的排序執行測試。

以下是一個簡單的例子：

import unittest

def login(username, password):
    if username == 'kira' and password == '123':
        res = {"code": 200, "msg": "登入成功"}
        return res
    return {"code": 400, "msg": "登入失敗"}

class TestLogin(unittest.TestCase):

    def test_login_success(self):
        """測試登入成功"""
        test_data = {"username": "kira", "password": "test"}
        expect_data = {"code": 200, "msg": "登入成功"}
        res = login(**test_data)
        self.assertEqual(res, expect_data)

    def test_login_error_with_error_password(self):
        """賬號正確，密碼錯誤，登入失敗"""
        test_data = {"username": "kira", "password": "12345"}
        expect_data = {"code": 400, "msg": "登入失敗"}
        res = login(**test_data)
        self.assertEqual(res, expect_data)

    # 更多測試函式類似...

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

以上是一個簡單的測試用例，包含了兩個測試函式。執行指令碼將輸出測試結果。

`unittest`核心概念

測試腳手架

測試腳手架 是測試用例的前置條件和後置條件，確保測試環境的初始化和清理，從而保證測試的準確性和可靠性。

import unittest

class MyTestCase(unittest.TestCase):
    @classmethod
    def setUpClass(cls):
        # 類級別的前置條件設定，整個類執行最先只執行一次
        print("setUpClass")

    @classmethod
    def tearDownClass(cls):
        # 類級別的後置條件清理，整個類執行最後結束執行一次
        print("tearDownClass")

    def setUp(self):
        # 測試方法級別的前置條件設定，所有測試方法執行前都執行一次
        print("setUp")

    def tearDown(self):
        # 測試方法級別的後置條件清理，所有測試方法執行結束都執行一次
        print("tearDown")

    def test_example(self):
        # 測試用例
        print("test_example")

if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

setUp()：每個測試方法執行前執行，用於測試前置的初始化工作。
tearDown()：每個測試方法結束後執行，用於測試後的清理工作。
setUpClass()：所有的測試方法執行前執行，用於單元測試類執行前的準備工作。使用 @classmethod 裝飾器裝飾，整個測試類執行過程中只會執行一次。
tearDownClass()：所有的測試方法結束後執行，用於單元測試類執行後的清理工作。使用 @classmethod 裝飾器裝飾，整個測試類執行過程中只會執行一次。

測試用例

測試用例 是最小的測試單元，用於檢測特定的輸入集合的特定的返回值。unittest 提供了 TestCase 基類，所有的測試類都需要繼承該基類，而在該類下的函式如果以 test_ 開頭，則被標識為測試函式：

class MyTestCase(unittest.TestCase

):

    def test_addition(self):
        result = 2 + 3
        self.assertEqual(result, 5)  # 使用斷言方法驗證結果是否相等

    def test_subtraction(self):
        result = 5 - 3
        self.assertTrue(result == 2)  # 使用斷言方法驗證結果是否為True

    # 更多測試用例函式...

斷言方法

以下是常用的斷言方法：

assertEqual(a, b, msg=None)：驗證 a 等於 b。
assertNotEqual(a, b)：驗證 a 不等於 b。
assertTrue(x)：驗證 x 是否為 True。
assertFalse(x)：驗證 x 是否為 False。
assertIs(a, b)：驗證 a 是否是 b。
assertIsNot(a, b)：驗證 a 是否不是 b。
assertIsNone(x)：驗證 x 是否為 None。
assertIsNotNone(x)：驗證 x 是否不為 None。
assertIn(a, b)：驗證 a 是否在 b 中。
assertNotIn(a, b)：驗證 a 是否不在 b 中。
assertIsInstance(a, b)：驗證 a 是否是 b 型別的例項。
assertNotIsInstance(a, b)：驗證 a 是否不是 b 型別的例項。

可以使用這些方法進行斷言，也可以直接使用原生的assert來斷言，如果斷言失敗，測試用例會被定義為執行失敗。

忽略特定測試方法

unittest 提供了一些方法來跳過特定的測試用例：

@unittest.skip(reason)：強制跳過，reason 是跳過的原因。
@unittest.skipIf(condition, reason)：當 condition 為 True 時跳過。
@unittest.skipUnless(condition, reason)：當 condition 為 False 時跳過。
@unittest.expectedFailure：如果測試失敗，這個測試用例不會計入失敗的統計。
使用例項方法：self.skipTest() 使用和上述類似。

import sys
import unittest

class Test1(unittest.TestCase):
    @unittest.expectedFailure  # 即使失敗也會被計為成功的用例
    def test_1(self):
        assert 1 + 1 == 3

    @unittest.skip('無條件跳過')  # 不管什麼情況都會進行跳過
    def test_2(self):
        print("2+2...", 4)

    @unittest.skipIf(sys.platform == "win32", "跳過")  # 如果系統平臺為 Windows 則跳過
    def test_3(self):
        print("3+3...", 6)

    @unittest.skipUnless(sys.platform == "win32", "跳過")  # 除非系統平臺為 Windows，否則跳過
    def test_4(self):
        print("4+4...", 8)

    def test_5(self):
        self.skipTest("跳過")
        print("5+5...", 10)

if __name__ == "__main__":
    unittest.main(verbosity=2)

測試套件

測試套件用於收集和組織多個測試用例，便於集中執行。

透過 unittest.main() 方法直接載入單元測試的測試模組，這是一種簡單的載入方式。所有測試用例的執行順序按照方法名的字串表示的 ASCII 碼升序排序，透過命名時使用 test_01_xxx 來指定執行順序。
將所有的單元測試用例 TestCase 載入到測試套件 Test Suite 集合中，然後一次性載入所有測試物件。

透過 `TestSuite` 物件收集

此方式適用於需要自定義組合特定測試用例的情況。

import unittest

class MyTestCase(unittest.TestCase):
    def test_addition(self):
        result = 2 + 3
        self.assertEqual(result, 5)

def suite():
    suite = unittest.TestSuite()
    suite.addTest(MyTestCase('test_addition'))
    return suite

if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    runner.run(suite())

透過 `TestLoader` 物件收集

TestLoader 是 unittest 框架提供的載入測試用例的類。

import unittest

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    
    # 自動載入當前模組中所有以 'test_' 開頭的測試用例函式
    suite = loader.loadTestsFromModule(__name__)

    runner = unittest.TextTestRunner()
    runner.run(suite)

import unittest

class MyTestCase(unittest.TestCase):
    def test_addition(self):
        result = 2 + 3
        self.assertEqual(result, 5)

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    
    # 自動載入 MyTestCase 類中的所有測試用例
    suite = loader.loadTestsFromTestCase(MyTestCase)

    runner = unittest.TextTestRunner()
    runner.run(suite)

import unittest

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    
    # 自動載入指定名稱的測試用例
    suite = loader.loadTestsFromName('module.MyTestCase.test_addition')

    runner = unittest.TextTestRunner()
    runner.run(suite)

import unittest

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    
    # 自動發現並載入指定目錄中的測試用例模組
    suite = loader.discover(start_dir='test_directory', pattern='test_*.py', top_level_dir=None)

    runner = unittest.TextTestRunner()
    runner.run(suite)

測試執行器

測試執行器是用於執行和輸出測試結果的元件。常用的執行器有：

unittest.TextTestRunner：這是 unittest 框架中預設的測試執行器，會在命令列輸出測試結果。透過呼叫 run() 方法執行測試套件，並將測試結果列印到控制檯。

import unittest

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    suite = loader.discover(start_dir='tests', pattern='test_*.py')
    
    runner = unittest.TextTestRunner()
    result = runner.run(suite)

HTMLTestRunner：這是一個第三方庫，能夠生成漂亮的 HTML 測試報告，需要進行安裝。你可以透過搜尋獲取相關檔案進行安裝。

import unittest
from HTMLTestRunner import HTMLTestRunner



if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    suite = loader.discover(start_dir='tests', pattern='test_*.py')
    
    with open('test_report.html', 'wb') as report_file:
        runner = HTMLTestRunner(stream=report_file, title='Test Report', description='Test Results')
        result = runner.run(suite)

XMLTestRunner：這是另一個第三方庫，用於生成 XML 格式的測試報告。

import unittest
from xmlrunner import XMLTestRunner

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    suite = loader.discover(start_dir='tests', pattern='test_*.py')
    
    with open('test_report.xml', 'wb') as report_file:
        runner = XMLTestRunner(output=report_file)
        result = runner.run(suite)

你也可以自定義測試執行器。繼承 unittest.TestRunner 類並實現 run() 方法，以建立自己的測試執行器。

import unittest

class MyTestRunner(unittest.TextTestRunner):
    def run(self, test):
        print("Running tests with MyTestRunner")
        result = super().run(test)
        return result

if __name__ == '__main__':
    loader = unittest.defaultTestLoader
    suite = loader.discover(start_dir='tests', pattern='test_*.py')
    
    runner = MyTestRunner()
    result = runner.run(suite)

通常使用 HTMLTestRunner 即可滿足需求，它非常易用。

實戰一個測試案例

假設有一個測試函式 login：

# login.py
def login(username, password):
    """模擬登入校驗"""
    if username == 'kira' and password == '123456':
        return {"code": 0, "msg": "登入成功"}
    else:
        return {"code": 1, "msg": "賬號或密碼不正確"}

設計用例

根據函式的引數和邏輯，設計如下用例：

序號	標題	測試資料	預期結果
1	賬號密碼正確	{"username": "kira", "password": "123456"}	{"code": 0, "msg": "登入成功"}
2	賬號正確密碼不正確	{"username": "kira", "password": "123"}	{"code": 1, "msg": "賬號或密碼不正確"}
3	賬號錯誤密碼正確	{"username": "kir", "password": "123456"}	{"code": 1, "msg": "賬號或密碼不正確"}

編寫測試用例並執行

import unittest
from login import login

class TestLogin(unittest.TestCase):
    def test_login_correct(self):
        """測試賬號密碼正確"""
        test_data = {"username": "kira", "password": "123456"}
        expect_data = {"code": 0, "msg": "登入成功"}
        res = login(**test_data)
        self.assertEqual(res, expect_data)

    def test_login_wrong_password(self):
        """測試賬號正確密碼不正確"""
        test_data = {"username": "kira", "password": "123"}
        expect_data = {"code": 1, "msg": "賬號或密碼不正確"}
        res = login(**test_data)
        self.assertEqual(res, expect_data)

    def test_login_wrong_username(self):
        """測試賬號錯誤密碼正確"""
        test_data = {"username": "kir", "password": "123456"}
        expect_data = {"code": 1, "msg": "賬號或密碼不正確"}
        res = login(**test_data)
        self.assertEqual(res, expect_data)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

這是一個簡單的測試用例，包含了三個測試函式。執行測試用例後，會輸出測試結果，看完是否覺得unittest非常簡單易用。ner.run(suite)

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斷言方法

忽略特定測試方法

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