Модульное тестирование

Модульное тестирование, или юнит-тестирование (англ. unit testing) — процесс в программировании, позволяющий проверить на корректность отдельные модули исходного кода программы.

Идея состоит в том, чтобы писать тесты для каждой нетривиальной функции или метода. Это позволяет достаточно быстро проверить, не привело ли очередное изменение кода к регрессии, то есть к появлению ошибок в уже оттестированных местах программы, а также облегчает обнаружение и устранение таких ошибок.

Преимущества

Цель модульного тестирования — изолировать отдельные части программы и показать, что по отдельности эти части работоспособны.

Этот тип тестирования обычно выполняется программистами.

Поощрение изменений

Модульное тестирование позже позволяет программистам проводить рефакторинг, будучи уверенными, что модуль по-прежнему работает корректно (регрессионное тестирование). Это поощряет программистов к изменениям кода, поскольку достаточно легко проверить, что код работает и после изменений.

Упрощение интеграции

Модульное тестирование помогает устранить сомнения по поводу отдельных модулей и может быть использовано для подхода к тестированию «снизу вверх»: сначала тестируются отдельные части программы, затем программа в целом.

Документирование кода

Модульные тесты можно рассматривать как «живой документ» для тестируемого класса. Клиенты, которые не знают, как использовать данный класс, могут использовать юнит-тест в качестве примера.

Отделение интерфейса от реализации

Поскольку некоторые классы могут использовать другие классы, тестирование отдельного класса часто распространяется на связанные с ним. Например, класс пользуется базой данных; в ходе написания теста программист обнаруживает, что тесту приходится взаимодействовать с базой. Это ошибка, поскольку тест не должен выходить за границу класса. В результате разработчик абстрагируется от соединения с базой данных и реализует этот интерфейс, используя свой собственный mock-объект. Это приводит к менее связанному коду, минимизируя зависимости в системе.

Ограничения

Как и любая технология тестирования, модульное тестирование не позволяет отловить все ошибки программы. В самом деле, это следует из практической невозможности трассировки всех возможных путей выполнения программы, за исключением простейших случаев. Кроме того, происходит тестирование каждого из модулей по отдельности. Это означает, что ошибки интеграции, системного уровня, функций, исполняемых в нескольких модулях, не будут определены. Кроме того, данная технология бесполезна для проведения тестов на производительность. Таким образом, модульное тестирование более эффективно при использовании в сочетании с другими методиками тестирования.

Тестирование программного обеспечения — комбинаторная задача. Например, каждое возможное значение булевской переменной потребует двух тестов: один на вариант TRUE, другой — на вариант FALSE. В результате на каждую строку исходного кода потребуется 3-5 строк тестового кода.

Для получения выгоды от модульного тестирования требуется строго следовать технологии тестирования на всём протяжении процесса разработки программного обеспечения. Нужно хранить не только записи обо всех проведённых тестах, но и обо всех изменениях исходного кода во всех модулях. С этой целью следует использовать систему контроля версий ПО. Таким образом, если более поздняя версия ПО не проходит тест, который был успешно пройден ранее, будет несложным сверить варианты исходного кода и устранить ошибку. Также необходимо убедиться в неизменном отслеживании и анализе неудачных тестов. Игнорирование этого требования приведёт к лавинообразному увеличению неудачных тестовых результатов.

Приложения модульного тестирования

Экстремальное программирование

Экстремальное программирование предполагает как один из постулатов использование инструментов автоматического модульного тестирования. Этот инструментарий может быть создан либо третьей стороной (например, Boost.Test), либо группой разработчиков данного приложения.

В экстремальном программировании используются модульные тесты для разработки через тестирование. Для этого разработчик до написания кода пишет тесты, отражающие требования к модулю. Очевидно, ни один из этих тестов до написания кода работать не должен. Дальнейший процесс сводится к написанию кратчайшего кода, удовлетворяющего данному набору тестов.

Техника модульного тестирования

Инструментарий

Для большинства популярных языков программирования высокого уровня существуют инструменты и библиотеки модульного тестирования. Некоторые из них:

• Для Java
  • JUnit JUnit.org
  • TestNG testNG.org
  • JavaTESK UniTESK.ru
• Для C
  • CUnit cunit
  • CTESK UniTESK.ru
  • cfix cfix
  • API Sanity Autotest — для динамических C/C++ библиотек в Unix-подобных ОС.
  • Unity unity — для встраиваемых приложений
• Для Objective-C
  • OCUnit [1]
• Для C++
  • CxxTest [2]
  • CPPUnit [3]
  • Boost Test [4]
  • Google C++ Testing Framework [5]
  • Symbian[6] — фреймворк для Symbian OS всех версий.
  • API Sanity Autotest — для динамических C/C++ библиотек в Unix-подобных ОС.
• Для .NET
  • Nunit [7]
  • XUnit [8]
  • MbUnit [9]
• DUnit [10] — для Delphi
• EUnit [11] — Erlang
• Для Perl
  • Test [12]
  • Test::Simple [13]
  • Test::More [14]
  • Test::Unit [15]
  • Test::Unit::Lite [16]
• Для PHP
  • SimpleTest [17]
  • PHPUnit [18]
• Для Python
  • PyUnit [19]
  • PyTest [20]
  • Nose [21]
• vbUnit [22] — Visual Basic
• utPLSQL [23] — PL/SQL
• Для T-SQL
  • TSQLUnit [24]
  • SPUnit [25]
• Для ActionScript 2.0 — язык сценариев, используемый виртуальной машиной Adobe Flash Player версии 7 и 8
  • AsUnit [26]
  • AS2Unit [27]
• Для ActionScript 3.0 — скриптовый язык, используемый виртуальной машиной Adobe Flash Player версии 9 и выше
  • FlexUnit [28]
  • AsUnit [29]
• Test::Unit [30] — для Ruby
• Для JavaScript
  • JsUnit (больше не поддерживается создателями) [31]
  • Jasmine (рекомендован создателями jsUnit) [32]
  • D.O.H [33]

Поддержка на уровне языка

Некоторые языки имеют поддержку модульного тестирования на уровне синтаксиса. Это избавляет от необходимости выбирать, к какому фреймворку привязываться, и позволяет упростить перенос кода в другие проекты.

Пример таких языков:

• Cobra
• D

Пример кода на языке D

class ABC
{
    this() { val = 2; }
 
    private int val;
    public func() { val *= 2; }
}
 
unittest
{
   ABC a;
   a.func();
 
   assert( a.val > 0 && a.val < 555 ); // можно обратиться к приватной переменной внутри модуля
}

Примеры

Java

public class TestAdder {
    public void testSum() {
        Adder adder = new AdderImpl();
        // can it add positive numbers?
        assert(adder.add(1, 1) == 2);
        assert(adder.add(1, 2) == 3);
        assert(adder.add(2, 2) == 4);
        // is zero neutral?
        assert(adder.add(0, 0) == 0);
        // can it add negative numbers?
        assert(adder.add(-1, -2) == -3);
        // can it add a positive and a negative?
        assert(adder.add(-1, 1) == 0);
        // how about larger numbers?
        assert(adder.add(1234, 988) == 2222);
    }
}

См. также

• Тестирование программного обеспечения
• Регрессионное тестирование
• Автоматическое тестирование

Ссылки

Сайты и ресурсы

• Тестирование программного обеспечения: модульные тесты — коллекция статей на сайте OpenQuality.ru  (рус.)
• The Art Of Unit Testing  (англ.)

Статьи

• Модульное тестирование: 2+2 = 4?  (рус.)
• Модульное тестирование. Зачем, как и кто  (рус.)
• The evolution of Unit Testing Syntax and Semantics  (англ.)
• Unit Testing Guidelines from GeoSoft  (англ.)

Для улучшения этой статьи по информационным технологиям желательно?: Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.