Java单元测试之JUnit篇

单元测试是编写测试代码，应该准确、快速地保证程序基本模块的正确性。
好的单元测试的标准
JUnit是Java单元测试框架，已经在Eclipse中默认安装。

JUnit4###

JUnit4通过注解的方式来识别测试方法。目前支持的主要注解有：

• @BeforeClass 全局只会执行一次，而且是第一个运行
• @Before 在测试方法运行之前运行
• @Test 测试方法
• @After 在测试方法运行之后允许
• @AfterClass 全局只会执行一次，而且是最后一个运行
• @Ignore 忽略此方法

下面基于Eclipse介绍JUnit的基本应用####

基本测试

1. 新建一个项目叫JUnitTest，我们编写一个Calculator类，这是一个能够简单实现加减乘除、平方、开方的计算器类，然后对这些功能进行单元测试。

public class Calculator {
    private static int result; // 静态变量，用于存储运行结果
    public void add(int n) {
        result = result + n;
    }
    public void substract(int n) {
        result = result - 1;  //Bug: 正确的应该是 result =result-n
    }
    public void multiply(int n) {
    }         // 此方法尚未写好
    public void divide(int n) {
        result = result / n;
    }
    public void square(int n) {
        result = n * n;
    }
    public void squareRoot(int n) {
        for (; ;) ;            //Bug : 死循环
    }
    public void clear() {     // 将结果清零
        result = 0;
    }
    public int getResult(){
        return result;
    }
}

2. 将JUnit4单元测试包引入这个项目：在该项目上点右键，点“属性”，如图
   
   在弹出的属性窗口中，首先在左边选择“Java Build Path”，然后到右上选择“Libraries”标签，之后在最右边点击“Add Library…”按钮，如下图所示
   
   
   
   然后在新弹出的对话框中选择JUnit4并点击确定，如上图所示，JUnit4软件包就被包含进我们这个项目了。
3. 生成JUnit测试框架：在Eclipse的Package Explorer中用右键点击该类弹出菜单，选择“New JUnit Test Case”。如下图所示：
   
   
   
   点击“下一步”后，系统会自动列出你这个类中包含的方法，选择你要进行测试的方法。此例中，我们仅对“加、减、乘、除”四个方法进行测试。
   
   之后系统会自动生成一个新类CalculatorTest，里面包含一些空的测试用例。你只需要将这些测试用例稍作修改即可使用。
   完整的CalculatorTest代码如下：

public class CalculatorTest {	
	private static Calculator calculator = new Calculator();

	@Before
	public void setUp() throws Exception {
		calculator.clear();
	}

	@Test
	public void testAdd() {
		calculator.add(3);
        calculator.add(4);
        assertEquals(7, calculator.getResult());

	}

	@Test
	public void testSubstract() {
		calculator.add(8);
        calculator.substract(3);
        assertEquals(5, calculator.getResult());

	}

	@Ignore("Multiply() Not yet implemented")
	@Test
	public void testMultiply() {
		fail("Not yet implemented");
	}

	@Test
	public void testDivide() {
		calculator.add(8);
        calculator.divide(2);
        assertEquals(4, calculator.getResult());

	}

}

4. 运行测试代码：按照上述代码修改完毕后，我们在CalculatorTest类上点右键，选择“Run As a JUnit Test”来运行我们的测试，如下图所示
   
   运行结果如下：
   
   进度条是红颜色表示发现错误，具体的测试结果在进度条上面有表示“共进行了4个测试，其中1个测试被忽略，一个测试失败”。
   限时测试
   对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的程序，很有可能出现死循环，因此一定要采取一些预防措施。限时测试是一个很好的解决方案。我们给这些测试函数设定一个执行时间，超过了这个时间，他们就会被系统强行终止，并且系统还会向你汇报该函数结束的原因是因为超时，这样你就可以发现这些Bug了。要实现这一功能，只需要给@Test标注加一个参数即可，代码如下：

    @Test(timeout = 1000)
    public void squareRoot() {
        calculator.squareRoot(4);
        assertEquals(2, calculator.getResult());
    }

Timeout参数表明了你要设定的时间，单位为毫秒，因此1000就代表1秒。

测试异常##

JAVA中的异常处理也是一个重点，因此你经常会编写一些需要抛出异常的函数。那么，如果你觉得一个函数应该抛出异常，但是它没抛出，这算不算Bug呢？这当然是Bug，并JUnit也考虑到了这一点，来帮助我们找到这种Bug。例如，我们写的计算器类有除法功能，如果除数是一个0，那么必然要抛出“除0异常”。因此，我们很有必要对这些进行测试。代码如下：

  @Test(expected = ArithmeticException.class)
  public void divideByZero(){
        calculator.divide(0);
   }

如上述代码所示，我们需要使用@Test标注的expected属性，将我们要检验的异常传递给他，这样JUnit框架就能自动帮我们检测是否抛出了我们指定的异常。
参数化测试
我们可能遇到过这样的函数，它的参数有许多特殊值，或者说他的参数分为很多个区域。
例如，测试一下“计算一个数的平方”这个函数，暂且分三类：正数、0、负数。在编写测试的时候，至少要写3个测试，把这3种情况都包含了，这确实是一件很麻烦的事情。测试代码如下：

    public class AdvancedTest { 
        private static Calculator calculator ＝ new Calculator();
        @Before
        public void clearCalculator(){
            calculator.clear();
        }

        @Test
        public void square1() {
            calculator.square(2);
            assertEquals(4, calculator.getResult());
        }     

        @Test    
        public void square2(){
            calculator.square(0);
            assertEquals(0, calculator.getResult());
        }

        @Test    
        public void square3(){
            calculator.square(-3);
            assertEquals(9, calculator.getResult());
        }
     }

为了简化类似的测试，JUnit4提出了“参数化测试”的概念，只写一个测试函数，把这若干种情况作为参数传递进去，一次性的完成测试。代码如下：

    @RunWith(Parameterized.class)
    public class SquareTest{
        private static Calculator calculator = new Calculator();
        private int param;
        private int result;     

    @Parameters    
    public static Collection data() {
        return Arrays.asList(new Object[][]{
               {2, 4},
               {0, 0},
               {-3, 9},
        });
    }

    //构造函数，对变量进行初始化
    public SquareTest(int param, int result){
        this.param = param;
            this.result = result;
    }

    @Test    
    public void square(){
        calculator.square(param);
        assertEquals(result, calculator.getResult());
    }
 }

执行了3次该测试类，依次采用了数据集合中的数据{处理值，预期处理结果}，结果如下：

代码分析如下：

• 为这种测试专门生成一个新的类，而不能与其他测试共用同一个类，此例中我们定义了一个SquareTest类。
• 为这个类指定一个Runner，而不能使用默认的Runner，@RunWith(Parameterized.class)这条语句就是为这个类指定了一个ParameterizedRunner
• 定义一个待测试的类，并且定义两个变量，一个用于存放参数，一个用于存放期待的结果。
• 定义测试数据的集合，也就是上述的data()方法，该方法可以任意命名，但是必须使用@Parameters标注进行修饰。
• 定义构造函数，其功能就是对先前定义的两个参数进行初始化