单元测试与测试驱动开发

在学着做lept_json这个项目时，作者在教程中介绍了单元测试的概念，并使用测试驱动开发（Test Driven Development）的方法来循序渐进地完善程序的功能。这篇博客就简单地展开讲一下单元测试和测试驱动开发，并介绍一下在Java中如何使用JUnit库来对代码进行单元测试。

单元测试

单元测试其实挺好理解的，平时在写代码时，有经验的程序员经常会将不同的功能拆分成函数，这样便于对每个函数的正确性进行验证。单元测试大概就是利用这样的思想，对每个模块的功能进行分开检查，以便更快地找到错误所再。其实我们平时写一些简单的程序也会用到单元测试，只不过我们往往会在整个程序运行出错后再进行开发，并且往往是通过调用cout、printf等输出函数来检查的。

“正规”的单元测试，是使用断言或第三方的库来对程序的各个功能进行验证的，稍后会介绍用于单元测试Java的JUnit库。

测试驱动开发

前面提到过，单元测试是对程序的子模块进行正确性验证，测试驱动开发就是将验证这一步提前到开发前，也就是先编写测试代码确定需要的功能，再进行开发，使得代码能通过测试。

测试驱动开发的好处有两点，一是可以在开发前就有明确的目标，在开发过程中可以专注功能的实现；二是在功能代码编写完成后，可能需要对代码进行优化、重构，在此过程中有可能会造成功能代码出错，使用测试驱动开发就可以在保持单元测试通过的前提下，随意地进行代码的重构。

当然，测试驱动开发也有缺点，测试开发可能会拖慢开发的进度。另外，一些场景也不适合使用测试驱动开发，例如数据驱动的算法（深度学习）、有物理边界的开发（硬件开发）、无法快速测试的开发等。

JUnit库

这里仅介绍JUnit5。

JUnit是Java语言的比较著名的单元测试库，可以在Maven中加入以下依赖来引入：

<dependency>
    <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
    <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
  	<version>5.9.1</version>
    <scope>test</scope>
</dependency>

开发习惯

在进行Java开发（其他语言应该也类似），会在放置源码的同级目录下放一个test包，其中放着专门用于测试的代码。如果使用Maven进行项目构建，Maven也会帮你自动创建相关的包。

实际上，不用这么按部就班也可以将代码跑起来，但是这样可以让代码看起来更规范，就像main函数执行成功通常返回0一样。

程序入口

使用JUnit库进行测试时，不需要将main函数作为程序入口，只需要在你希望进行的单元测试函数前面加上@Test注解即可，便可以在IDEA中直接运行这个单元测试。

断言

断言类似C中的assert，当条件不满足时就会提前终止测试并提供相关信息。只不过JUnit5提供了多种封装，方便在多种数据之间进行比较，常用到的有：assertEquals、assertNotEquals、assertTrue、assertThrows等，用法也很简单，望文生义就可以知道它们的用途。

但是令人非常难以接受的一点是，这些函数都是Assertions类的静态成员函数，使用时必须通过Assertions类调用，IDEA似乎并不会自动从类中导入这些静态成员函数，所以如果图省事需要手动import：

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

注解

注解类	作用
@RepeatedTest(n)	重复测试n次
@DisplayName(name)	设置显示名称，``name`可以包含特殊字符
@BeforeEach/@AfterEach	在每个测试前/后运行的函数（不能为静态函数）
@BeforeAll/@AfterAll	所有测试开始前/后运行的函数（必须为静态函数）