单元测试（JUnit）

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wx652c9b8bda797 2024-06-28 17:39:08 ©著作权

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JUnit 是 Java 社区中最流行的单元测试框架之一。它是一个开源框架，用于编写和运行可重复的测试。JUnit 促进了“测试先行”（test-first）的开发模式，并提供了一个丰富的注解和断言库来测试代码的不同方面。它是测试驱动开发（TDD）和行为驱动开发（BDD）实践的基础工具。

JUnit 版本

JUnit 有几个重要的版本，最常用的是 JUnit 4 和 JUnit 5。

JUnit 4：这个版本引入了基于注解的配置方法，从而替代了早期版本中的继承和命名约定。
JUnit 5：也被称为 Jupiter，是最新版本的 JUnit。它带来了许多改进，包括一个全新的测试引擎和扩展模型，以及对 Java 8 特性的支持。

JUnit 基础

下面是使用 JUnit 进行单元测试的一些基本概念。

测试用例（Test Case）

一个测试用例就是一个独立的测试。它检查代码的特定部分是否按预期工作。在 JUnit 中，一个测试用例通常是一个使用 @Test 注解的方法。

断言（Assertions）

断言是测试中用来检查预期条件是否成立的关键。JUnit 提供了一系列的断言方法，如 assertEquals、assertTrue、assertFalse 和 assertNotNull 等。

测试套件（Test Suite）

一个测试套件是一组测试用例的集合。在 JUnit 中，可以使用 @RunWith 和 @Suite 注解来组合多个测试类。

测试运行器（Test Runner）

测试运行器负责执行测试并提供反馈。JUnit 提供了几种测试运行器，可以在命令行或 IDE 中使用。

测试固件（Test Fixture）

测试固件是一组确保所有测试运行在相同环境下的代码。在 JUnit 中，可以使用 @Before（JUnit 4）或 @BeforeEach（JUnit 5），以及 @After（JUnit 4）或 @AfterEach（JUnit 5）来设置和清理测试环境。

JUnit 5 示例

下面是一个简单的 JUnit 5 测试用例示例。

import org.junit.jupiter.api.*;

class CalculatorTest {

    private Calculator calculator;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new Calculator();
    }

    @AfterEach
    void tearDown() {
        // 清理资源
    }

    @Test
    void testAdd() {
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3), "2 + 3 应该等于 5");
    }

    @Test
    void testSubtract() {
        Assertions.assertEquals(1, calculator.subtract(3, 2), "3 - 2 应该等于 1");
    }

    @Disabled("暂时禁用此测试")
    @Test
    void testMultiply() {
        // ... 测试代码
    }

    @Test
    @DisplayName("除数不能为零")
    void testDivide() {
        Assertions.assertThrows(ArithmeticException.class, () -> {
            calculator.divide(1, 0);
        }, "除零应该抛出异常");
    }

    static class Calculator {
        int add(int a, int b) {
            return a + b;
        }

        int subtract(int a, int b) {
            return a - b;
        }

        int multiply(int a, int b) {
            return a * b;
        }

        int divide(int a, int b) {
            return a / b;
        }
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个 Calculator 类的测试类 CalculatorTest。我们使用 @BeforeEach 来创建一个 Calculator 实例，@Test 来标记测试方法，并使用断言来验证结果。我们还使用了 @Disabled 来临时禁用一个测试，以及使用 @DisplayName来为测试提供更友好的名称。

JUnit 的高级特性

JUnit 5 引入了许多新特性，使得编写和维护测试用例变得更加容易和强大。

嵌套测试（Nested Tests）

JUnit 5 允许在测试类中嵌套测试类。这对于对同一类中相关功能的测试进行逻辑分组非常有用。

@Nested
@DisplayName("对于加法操作")
class AddTest {

    @Test
    @DisplayName("当加正数时")
    void addsPositiveNumbers() {
        assertEquals(2, calculator.add(1, 1), "1 + 1 应该等于 2");
    }

    @Test
    @DisplayName("当加负数时")
    void addsNegativeNumbers() {
        assertEquals(-2, calculator.add(-1, -1), "(-1) + (-1) 应该等于 -2");
    }
}

参数化测试（Parameterized Tests）

参数化测试允许使用不同的参数多次运行一个测试。这使得能够使用较少的代码来测试多种输入条件。

@ParameterizedTest
@ValueSource(ints = {1, 2, 3, 4, 5})
void testAddOne(int number) {
    assertEquals(number + 1, calculator.add(number, 1));
}

动态测试（Dynamic Tests）

动态测试允许在运行时生成测试用例。这对于生成依赖于运行时数据的测试特别有用。

@TestFactory
Collection<DynamicTest> dynamicTests() {
    return Arrays.asList(
        dynamicTest("加法测试", () -> assertEquals(2, calculator.add(1, 1))),
        dynamicTest("减法测试", () -> assertEquals(0, calculator.subtract(1, 1)))
    );
}

断言的改进（Assertions Improvements）

JUnit 5 提供了更多的断言方法，如 assertAll，它允许在一个断言中组合多个断言，所有的断言都会被执行，而不是在第一个失败的地方停下来。

@Test
void groupedAssertions() {
    assertAll("测试多个断言",
        () -> assertEquals(2, calculator.add(1, 1)),
        () -> assertEquals(0, calculator.subtract(1, 1))
    );
}

测试接口（Test Interfaces）

JUnit 5 允许在接口中声明测试，使得可以重用测试代码或提供测试规范。

interface TestLifecycleLogger {

    @BeforeAll
    static void beforeAllTests() {
        System.out.println("准备执行所有测试");
    }

    @AfterAll
    static void afterAllTests() {
        System.out.println("所有测试执行完毕");
    }

    @BeforeEach
    default void beforeEachTest(TestInfo testInfo) {
        System.out.println("准备执行测试: " + testInfo.getDisplayName());
    }

    @AfterEach
    default void afterEachTest(TestInfo testInfo) {
        System.out.println("测试执行完毕: " + testInfo.getDisplayName());
    }
}