實驗三單元測試及JUnit的應用
一、實驗目的
1、掌握單元測試的基本理論和作用。
2、掌握典型單元測試工具JUnit 的使用。
二、實驗型別
驗證加設計。
三、實驗內容
測試對於保證軟體開發質量有著非常重要的作用，單元測試更是必不可。JUnit是一個非常強大的單元測試包，可以對一個或多個類的單個或多個方法進行測試，還可將不同的TestCase組合成TestSuit，使測試任務自動化。Eclipse整合了.JUnit，可以非常方便地編寫TestCase。
我們在編寫大型程式的時候，需要編寫成千上萬個方法或函式，這些函式的功能可能很強大，但我們在程式中只用到該函式的一小部分功能，並且經過除錯可以確定，這一小部分功能是正確的。但是，我們同時應該確保每一個函式都完全正確，因為如果我們今後如果對程式進行擴充套件，用到了某個函式的其他功能，而這個功能有 bug 的話，將會造成很多問題。所以說，每編寫完一個函式之後，都應該對這個函式的方方面面進行測試，這樣的測試我們稱之為單元測試。傳統的程式設計方式，進行單元測試是一件很麻煩的事情，你要重新寫另外一個程式，在該程式中呼叫你需要測試的方法，並且仔細觀察執行結果，看看是否有錯。正因為如此麻煩，所以程式設計師們編寫單元測試的熱情不是很高。而類似JUnit這樣的單元測試包的推出，大大簡化了進行單元測試所要做的工作。
實驗任務 1：
請按以下說明完成一個基本的 JUnit4 測試例項。
首先開啟 Eclipse 編譯器，建立一個 Java 專案，並在其中建立一個由 File 類構成的程式 File.java，給
該類新增一個 abs 方法，作用是返回一個給定整數引數的絕對值。其參考程式碼如下：
package tree;
public class File {
public static void main(String[] args) {
}
public int abs(int n)
{
if(n>=0)
return n;
else
return (-n);
}
}
2、對這個方法 abs 進行測試，確保其功能正常。右鍵點選 File.java，選擇 new—>other… ，彈出如下對話方塊：
選擇 JUnit Test Case。然後點選 next 到下一步，彈出如下視窗：
選上setUp 方法和 tearDown 方法，然後點 next，彈出如下視窗：
這裡我們主要是要測試 abs 方法，所以在其前面勾選並點選 Finish即可
結果會發現專案類生成了 FileTest 檔案，測試類的程式碼如下：
package tree;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class FileTest {
@Before
public void setUp() throws Exception {
}
@After
public void tearDown() throws Exception {
}
@Test
public void testAbs() {
fail("Not yet implemented");
}
}
testAbs()方法中，我們對 abs()的測試分別選擇正數，負數和 0，如果方法返回值與期待結果相同，則 assertEquals 不會產生異常。將其程式碼完善為如下的測試程式碼：
package tree;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class FileTest {
private File file;
@Before
public void setUp() throws Exception {
file=new File();
}
@After
public void tearDown() throws Exception {
}
@Test
public void testAbs() {
assertEquals(file.abs(14),14);
assertEquals(file.abs(-5),5);
assertEquals(file.abs(0),0);
}
}
在測試類上右鍵單擊，選擇 Run As——>JUnit Test，進行執行。如果沒問題，則出現如下所示的提示：
故意將 File 類中要測試的方法 abs 的 return n; 改為 return n+1; 再執行，則結果如下：
請比較和體會一下有問題和沒問題的測試提示有何不同。
有問題的Failures數為1，沒有問題的測試提示Failures數為0，有問題的測試提示Failure Trace是空白的，有問題的測試提示會顯示錯誤的原因和位置，有問題和沒有問題的測試提示最明顯的區別在進度條的顏色不一樣。
JUnit 透過單元測試，能在開發階段就找出許多 Bug，並且，多個 Test Case 可以組合成 Test Suite，讓整個測試自動完成，尤其適合於 XP 方法。每增加一個小的新功能或者對程式碼進行了小的修改，就立刻執行一遍 Test Suite，確保新增和修改的程式碼不會破壞原有的功能，大大增強軟體的可維護性
至此實驗任務 1 結束。下面繼續實驗任務 2。
實驗任務 2：
根據下面的說明，建立一個基於 JUnit4 的測試專案，對一個類當中的多個方法進行單元測試，進一步體驗一下單元測試的作用和 JUnit 測試的應用。
首先新建一個專案叫 ceshi，我們編寫一個 Calculator 類，這是一個能夠簡單實現加減乘除、平方、開方的計算器類，然後對這些功能進行單元測試。這個類並不是很完美，我們故意保留了一些 Bug 用於演示，這些 Bug 在註釋中都有說明。該類程式碼如下：
package tree;
public class Calculator {
private static int result; // 靜態變數，用於儲存執行結果
public void add(int n) {
result = result + n;
}
public void substract(int n) {
result = result - 1; //故意的Bug，應該是 result =result-n
}
public void multiply(int n) {
} // 假設此方法在專案完成過程中尚未寫好
public void divide(int n) {
result = result / n;
}
public void square(int n) {
result = n * n;
}
public void squareRoot(int n) { //求平方根
for (; ;) ; //Bug : 死迴圈
}
public void clear() { // 將結果清零
result = 0;
}
public int getResult(){
return result;
}
}
第二步，將 JUnit4 單元測試包引入這個專案：在該專案上點右鍵，點“屬性”，在彈出的屬性視窗中，首先在左邊選擇“Java Build Path”，然後到右上選擇“Libraries”標籤，之後在最右邊點選“Add Library…”按鈕，如下圖所示：
然後在新彈出的對話方塊中選擇 JUnit4 並點選Finish，如上圖所示，JUnit4 軟體包就被包含進我們這個專案了。
第三步，生成 JUnit 測試框架：在 Calculate.java 中用右鍵點選new->other，選擇“JUnit Test Case”。如下圖所示：
點選“下一步”後，系統會自動列出你這個類中包含的方法，選擇你要進行測試的方法。此例中，我們僅對“加、減、乘、除”四個方法進行測試。如下圖所示：
之後系統會自動生成一個新類 CalculatorTest，裡面包含一些空的測試用例。只需要將這些測試用例稍作修改即可使用。完整的 CalculatorTest 程式碼如下：
package tree;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
public class CalculatorTest {
private static Calculator calculator = new Calculator();
@Before
public void setUp() throws Exception {
calculator.clear();
}
@After
public void tearDown() throws Exception {
}
@Test
public void testAdd() {
calculator.add(2);
calculator.add(3);
assertEquals(5,calculator.getResult());
}
@Test
public void testSubstract() {
calculator.add(10);
calculator.substract(2);
assertEquals(8,calculator.getResult());
}
@Ignore("Multiply() Not yet implemented")
@Test
public void testMultiply() {
}
@Test
public void testDivide() {
calculator.add(8);
calculator.divide(2);
assertEquals(4,calculator.getResult());
}
}
第四步，執行測試程式碼：按照上述程式碼修改完畢後，我們在 CalculatorTest 類上點右鍵，選擇“Run As ——>JUnit Test”來執行我們的測試，執行結果如下：
進度條是紅顏色表示發現錯誤，具體的測試結果在進度條上面有表示“共進行了 4 個測試，其中 1個測試被忽略，一個測試失敗”