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變異測試:如何利用故障?

使用事先設(shè)計(jì)好的故障以確保你的代碼達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,并遵循 .NET xUnit.net 測試框架來進(jìn)行測試。

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在變異測試是 TDD 的演變 一文中,我談到了迭代的力量。在可度量的測試中,迭代能夠保證找到問題的解決方案。在那篇文章中,我們討論了迭代法幫助確定實(shí)現(xiàn)計(jì)算給定數(shù)字平方根的代碼。

我還演示了最有效的方法是找到可衡量的目標(biāo)或測試,然后以最佳猜測值開始迭代。正如所預(yù)期的,第一次測試通常會失敗。因此,必須根據(jù)可衡量的目標(biāo)或測試對失敗的代碼進(jìn)行完善。根據(jù)運(yùn)行結(jié)果,對測試值進(jìn)行驗(yàn)證或進(jìn)一步加以完善。

在此模型中,學(xué)習(xí)獲得解決方案的唯一方法是反復(fù)失敗。這聽起來有悖常理,但它確實(shí)有效。

按照這種分析,本文探討了在構(gòu)建包含某些依賴項(xiàng)的解決方案時(shí)使用 DevOps 的好方法。第一步是編寫一個(gè)預(yù)期結(jié)果失敗的用例。

依賴性問題是你不能依賴它們

正如邁克爾·尼加德Michael Nygard在《沒有終結(jié)狀態(tài)的架構(gòu)》中機(jī)智的表示的那樣,依賴問題是一個(gè)很大的話題,最好留到另一篇文章中討論。在這里,你將會看到依賴項(xiàng)給項(xiàng)目帶來的一些潛在問題,以及如何利用測試驅(qū)動開發(fā)(TDD)來避免這些陷阱。

首先,找到現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)挑戰(zhàn),然后看看如何使用 TDD 解決它。

誰把貓放出來?

 

一只貓站在屋頂

在敏捷開發(fā)環(huán)境中,通過定義期望結(jié)果開始構(gòu)建解決方案會很有幫助。通常,在 用戶故事user story 中描述期望結(jié)果:

我想使用我的家庭自動化系統(tǒng)(HAS)來控制貓何時(shí)可以出門,因?yàn)槲蚁氡WC它在夜間的安全。

現(xiàn)在你已經(jīng)有了一個(gè)用戶故事,你需要通過提供一些功能要求(即指定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn))來對其進(jìn)行詳細(xì)說明。 從偽代碼中描述的最簡單的場景開始:

場景 1:在夜間關(guān)閉貓門

  • 用時(shí)鐘監(jiān)測到了晚上的時(shí)間
  • 時(shí)鐘通知 HAS 系統(tǒng)
  • HAS 關(guān)閉支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的貓門

分解系統(tǒng)

開始構(gòu)建之前,你需要將正在構(gòu)建的系統(tǒng)(HAS)進(jìn)行分解(分解為依賴項(xiàng))。你必須要做的第一件事是識別任何依賴項(xiàng)(如果幸運(yùn)的話,你的系統(tǒng)沒有依賴項(xiàng),這將會更容易,但是,這樣的系統(tǒng)可以說不是非常有用)。

從上面的簡單場景中,你可以看到所需的業(yè)務(wù)成果(自動控制貓門)取決于對夜間情況監(jiān)測。這種依賴性取決于時(shí)鐘。但是時(shí)鐘是無法區(qū)分白天和夜晚的。需要你來提供這種邏輯。

正在構(gòu)建的系統(tǒng)中的另一個(gè)依賴項(xiàng)是能夠自動訪問貓門并啟用或關(guān)閉它。該依賴項(xiàng)很可能取決于具有 IoT 功能的貓門提供的 API。

依賴管理面臨快速失敗

為了滿足依賴項(xiàng),我們將構(gòu)建確定當(dāng)前時(shí)間是白天還是晚上的邏輯。本著 TDD 的精神,我們將從一個(gè)小小的失敗開始。

有關(guān)如何設(shè)置此練習(xí)所需的開發(fā)環(huán)境和腳手架的詳細(xì)說明,請參閱我的上一篇文章。我們將重用相同的 NET 環(huán)境和 xUnit.net 框架。

接下來,創(chuàng)建一個(gè)名為 HAS(“家庭自動化系統(tǒng)”)的新項(xiàng)目,創(chuàng)建一個(gè)名為 UnitTest1.cs 的文件。在該文件中,編寫第一個(gè)失敗的單元測試。在此單元測試中,描述你的期望結(jié)果。例如,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),如果時(shí)間是晚上 7 點(diǎn),負(fù)責(zé)確定是白天還是夜晚的組件將返回值 Nighttime

這是描述期望值的單元測試:

 
 
 
  1. using System;
  2. using Xunit;
  3.  
  4. namespace unittest
  5. {
  6. public class UnitTest1
  7. {
  8. DayOrNightUtility dayOrNightUtility = new DayOrNightUtility();
  9.  
  10. [Fact]
  11. public void Given7pmReturnNighttime()
  12. {
  13. var expected = "Nighttime";
  14. var actual = dayOrNightUtility.GetDayOrNight();
  15. Assert.Equal(expected, actual);
  16. }
  17. }
  18. }

至此,你可能已經(jīng)熟悉了單元測試的結(jié)構(gòu)??焖購?fù)習(xí)一下:在此示例中,通過給單元測試一個(gè)描述性名稱Given7pmReturnNighttime 來描述期望結(jié)果。然后,在單元測試的主體中,創(chuàng)建一個(gè)名為 expected 的變量,并為該變量指定期望值(在該示例中,值為 Nighttime)。然后,為實(shí)際值指定一個(gè) actual(在組件或服務(wù)處理一天中的時(shí)間之后可用)。

最后,通過斷言期望值和實(shí)際值是否相等來檢查是否滿足期望結(jié)果:Assert.Equal(expected, actual)

你還可以在上面的列表中看到名為 dayOrNightUtility 的組件或服務(wù)。該模塊能夠接收消息GetDayOrNight,并且返回 string 類型的值。

同樣,本著 TDD 的精神,描述的組件或服務(wù)還尚未構(gòu)建(僅為了后面說明在此進(jìn)行描述)。構(gòu)建這些是由所描述的期望結(jié)果來驅(qū)動的。

app 文件夾中創(chuàng)建一個(gè)新文件,并將其命名為 DayOrNightUtility.cs。將以下 C# 代碼添加到該文件中并保存:

 
 
 
  1. using System;
  2.  
  3. namespace app {
  4. public class DayOrNightUtility {
  5. public string GetDayOrNight() {
  6. string dayOrNight = "Undetermined";
  7. return dayOrNight;
  8. }
  9. }
  10. }

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到命令行,將目錄更改為 unittests 文件夾,然后運(yùn)行:

 
 
 
  1. [Xunit.net 00:00:02.33] unittest.UnitTest1.Given7pmReturnNighttime [FAIL]
  2. Failed unittest.UnitTest1.Given7pmReturnNighttime
  3. [...]

恭喜,你已經(jīng)完成了第一個(gè)失敗的單元測試。單元測試的期望結(jié)果是 DayOrNightUtility 方法返回字符串 Nighttime,但相反,它返回是 Undetermined。

修復(fù)失敗的單元測試

修復(fù)失敗的測試的一種快速而粗略的方法是將值 Undetermined 替換為值 Nighttime 并保存更改:

 
 
 
  1. using System;
  2.  
  3. namespace app {
  4. public class DayOrNightUtility {
  5. public string GetDayOrNight() {
  6. string dayOrNight = "Nighttime";
  7. return dayOrNight;
  8. }
  9. }
  10. }

現(xiàn)在運(yùn)行,成功了。

 
 
 
  1. Starting test execution, please wait...
  2.  
  3. Total tests: 1. Passed: 1. Failed: 0. Skipped: 0.
  4. Test Run Successful.
  5. Test execution time: 2.6470 Seconds

但是,對值進(jìn)行硬編碼基本上是在作弊,最好為 DayOrNightUtility 方法賦予一些智能。修改 GetDayOrNight 方法以包括一些時(shí)間計(jì)算邏輯:

 
 
 
  1. public string GetDayOrNight() {
  2. string dayOrNight = "Daylight";
  3. DateTime time = new DateTime();
  4. if(time.Hour < 7) {
  5. dayOrNight = "Nighttime";
  6. }
  7. return dayOrNight;
  8. }

該方法現(xiàn)在從系統(tǒng)獲取當(dāng)前時(shí)間,并與 Hour 比較,查看其是否小于上午 7 點(diǎn)。如果小于,則處理邏輯將 dayOrNight 字符串值從 Daylight 轉(zhuǎn)換為 Nighttime?,F(xiàn)在,單元測試通過。

測試驅(qū)動解決方案的開始

現(xiàn)在,我們已經(jīng)開始了基本的單元測試,并為我們的時(shí)間依賴項(xiàng)提供了可行的解決方案。后面還有更多的測試案例需要執(zhí)行。

在下一篇文章中,我將演示如何對白天時(shí)間進(jìn)行測試以及如何在整個(gè)過程中利用故障。


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