軟件質(zhì)量保證與測(cè)試5.1.1單元測(cè)試簡(jiǎn)介第5章軟件測(cè)試過(guò)程SoftwareQualityAssuranceandTesting5.1單元測(cè)試單元測(cè)試的成本效率

在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，越早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，花費(fèi)的成本就越小，經(jīng)驗(yàn)表明一個(gè)盡責(zé)的單元測(cè)試將會(huì)在軟件開(kāi)發(fā)的早期發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題和缺陷，并且修改它們的成本也較低，而如果拖到后期階段，缺陷的發(fā)現(xiàn)和修改將會(huì)變得更加困難，并要消耗更多的時(shí)間和費(fèi)用。對(duì)于程序代碼而言，開(kāi)發(fā)出來(lái)之后，應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行單元測(cè)試，力爭(zhēng)盡早發(fā)現(xiàn)程序中缺陷和問(wèn)題。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，以軟件的一個(gè)功能點(diǎn)為基準(zhǔn)，單元測(cè)試的成本效率大約是集成測(cè)試的兩倍，系統(tǒng)測(cè)試的三倍。單元測(cè)試的成本效率單元測(cè)試的概念

單元測(cè)試是針對(duì)軟件設(shè)計(jì)的最小單位——程序模塊，進(jìn)行檢查和驗(yàn)證，其目的在于發(fā)現(xiàn)每個(gè)程序模塊內(nèi)部可能存在的問(wèn)題和差錯(cuò)。單元測(cè)試通常應(yīng)用于實(shí)施模型中的構(gòu)件，核實(shí)是否已覆蓋控制流和數(shù)據(jù)流，以及構(gòu)件是否可以按照預(yù)期工作。執(zhí)行單元測(cè)試，就是為了驗(yàn)證單元模塊代碼的行為和我們期望的一致。單元的粒度

單元測(cè)試是對(duì)軟件基本組成單元的測(cè)試。單元的粒度具體劃分可以不同，在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言如C語(yǔ)言中，單元一般是模塊，也就是函數(shù)或子過(guò)程；在C++中，單元是類(lèi)或類(lèi)的方法；在Ada語(yǔ)言中，單元可為獨(dú)立的過(guò)程、函數(shù)或Ada包；在第四代語(yǔ)言(4GL)中，單元對(duì)應(yīng)為一個(gè)菜單或顯示界面。***打印模塊

......publicintfindMin(){......單元的粒度

單元測(cè)試中的一個(gè)可測(cè)“單元”應(yīng)符合以下要求：(1)是可測(cè)試的、最小的、不可再分的程序模塊。(2)有明確的功能、規(guī)格定義。(3)有明確的接口定義，清晰地與同一程序的其他單元?jiǎng)澐珠_(kāi)來(lái)。單元測(cè)試的完成人

單元測(cè)試通常是由程序員自己來(lái)完成，有時(shí)測(cè)試人員也加入進(jìn)來(lái)，但編程人員仍會(huì)起到主要作用。單元測(cè)試是程序員的一項(xiàng)基本職責(zé)，程序員有責(zé)任對(duì)自己編寫(xiě)的代碼進(jìn)行單元測(cè)試。程序員必須對(duì)自己所編寫(xiě)的代碼保持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，這是程序員的基本職業(yè)素質(zhì)之一。同時(shí)單元測(cè)試能力也是程序員的一項(xiàng)基本能力，這種能力的高低直接影響到程序員的工作效率與軟件的質(zhì)量。

在編碼的過(guò)程中進(jìn)行單元測(cè)試的話，由于程序員對(duì)設(shè)計(jì)和代碼都很熟悉，不需要額外花時(shí)間去閱讀、理解、分析程序的設(shè)計(jì)書(shū)和源代碼，所以測(cè)試成本是最小的，測(cè)試效率也是最高的。在編碼的過(guò)程中考慮測(cè)試問(wèn)題，得到的將是更優(yōu)質(zhì)的代碼，因?yàn)榇藭r(shí)程序員對(duì)代碼應(yīng)該做些什么了解得最清楚。如果不這樣做，而是先匆匆忙忙完成模塊開(kāi)發(fā)，等過(guò)了很久，甚至是一直等到模塊報(bào)錯(cuò)崩潰了，再來(lái)做單元測(cè)試，到那時(shí)程序員可能已經(jīng)忘記了這個(gè)模塊的代碼是怎樣工作的，需要花較多的時(shí)間來(lái)重新閱讀、理解、分析程序的設(shè)計(jì)書(shū)和源代碼。編程與單元測(cè)試

由于單元測(cè)試是在編碼過(guò)程中進(jìn)行的，若發(fā)現(xiàn)了一個(gè)錯(cuò)誤，修復(fù)錯(cuò)誤的成本會(huì)遠(yuǎn)小于集成測(cè)試階段，更是小于系統(tǒng)測(cè)試階段。在編碼的過(guò)程中考慮單元測(cè)試問(wèn)題，有助于編程人員養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，提高源代碼質(zhì)量。編程與單元測(cè)試單元測(cè)試的目標(biāo)

單元測(cè)試是軟件測(cè)試的基礎(chǔ)。通過(guò)單元測(cè)試，應(yīng)分別完成對(duì)每個(gè)單元的測(cè)試任務(wù)，確保每個(gè)單元模塊能正常工作，程序代碼符合各種要求和規(guī)范。通常合格的代碼應(yīng)該具備以下性質(zhì)：正確性、清晰性、規(guī)范性、一致性、高效性等，要具備的這些性質(zhì)中，優(yōu)先級(jí)最高的的正確性，只有先滿足正確性，其它特性才具有實(shí)際意義，其次是清晰性、規(guī)范性和一致性，而對(duì)有些會(huì)反復(fù)執(zhí)行的代碼，還需要具有高效性，否則會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的效率和性能。單元測(cè)試的目標(biāo)1.正確性是指代碼邏輯必須正確，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能。2.清晰性是指代碼必須簡(jiǎn)明、易懂，注釋準(zhǔn)確沒(méi)有歧義。3.規(guī)范性是指代碼必須符合企業(yè)或部門(mén)所定義的共同規(guī)范包括命名規(guī)則，代碼風(fēng)格等4.一致性指代碼必須在名稱(chēng)、風(fēng)格等方面保持統(tǒng)一5.高效性是指代碼不但要滿足以上性質(zhì)，而且需要盡可能降低代碼的執(zhí)行時(shí)間。單元測(cè)試的輔助模塊

一個(gè)單元模塊或一個(gè)方法（Method）等并不是一個(gè)獨(dú)立的程序，在測(cè)試它時(shí)要同時(shí)考慮它和外界的聯(lián)系，用一些輔助模塊去模擬與被測(cè)模塊相聯(lián)系的其他模塊。這些輔助模塊分為驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊兩種。例如有如圖所示的程序模塊圖，如果要對(duì)中間的單元做測(cè)試，則需要輔助的一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊和兩個(gè)樁模塊。單元測(cè)試的輔助模塊驅(qū)動(dòng)模塊

驅(qū)動(dòng)模塊用來(lái)模擬被測(cè)單元的上層模塊的程序模塊，它能夠接收或者設(shè)置測(cè)試數(shù)據(jù)、參數(shù)、環(huán)境變量等，調(diào)用被測(cè)單元，將數(shù)據(jù)傳遞給被測(cè)單元，如果需要還可以顯示或者打印測(cè)試的執(zhí)行結(jié)果?？蓪Ⅱ?qū)動(dòng)模塊理解為被測(cè)單元的主程序。樁模塊

樁模塊又稱(chēng)為存根模塊，它用來(lái)模擬被測(cè)單元的子模塊。設(shè)計(jì)樁模塊的目的是模擬被測(cè)單元所調(diào)用的子模塊，接受被測(cè)單元的調(diào)用，并返回調(diào)用結(jié)果給被測(cè)單元。樁模塊不一定需要包括子模塊的全部功能，但至少應(yīng)能模擬滿足被測(cè)單元的調(diào)用需求，而不至于讓被測(cè)單元在調(diào)用它時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境

被測(cè)試的單元模塊與它的驅(qū)動(dòng)模塊及樁模塊一起，共同構(gòu)成了一個(gè)“測(cè)試環(huán)境”。建立單元測(cè)試的環(huán)境，需完成以下一些工作：①構(gòu)造最小運(yùn)行調(diào)度系統(tǒng)，即構(gòu)造被測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)模塊。②模擬被測(cè)單元的下級(jí)調(diào)用接口，即構(gòu)造用于提供給被測(cè)單元調(diào)用的樁模塊。③模擬生成測(cè)試數(shù)據(jù)及狀態(tài)，為被測(cè)單元運(yùn)行準(zhǔn)備動(dòng)態(tài)環(huán)境。單元測(cè)試模型算法和邏輯模塊接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邊界條件獨(dú)立路徑錯(cuò)誤處理......

驅(qū)動(dòng)模塊

被測(cè)模塊樁模塊樁模塊樁模塊測(cè)試結(jié)果測(cè)試用例單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境

驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊的編寫(xiě)會(huì)產(chǎn)生一定的工作量，帶來(lái)額外的開(kāi)銷(xiāo)。因?yàn)樗鼈冊(cè)谲浖桓稌r(shí)并不作為產(chǎn)品的一部分一同交付。特別是樁模塊，為了能夠正確、充分的測(cè)試軟件，樁模塊可能需要模擬實(shí)際子模塊的功能，這樣樁模塊的建立就并不是一件很輕松的事情了。

單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境

有時(shí)編寫(xiě)樁模塊是非常困難和費(fèi)時(shí)的，但也可以采取一定的策略，來(lái)避免編寫(xiě)樁模塊，只需在項(xiàng)目進(jìn)度管理時(shí)將實(shí)際樁模塊的代碼編寫(xiě)工作安排在被測(cè)模塊前編寫(xiě)即可。而且這樣可以提高測(cè)試工作的效果，因?yàn)椴粩嗾{(diào)用實(shí)際的樁模塊可以更好的對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境

對(duì)于每一個(gè)包或子系統(tǒng)我們可以根據(jù)所編寫(xiě)的測(cè)試用例來(lái)編寫(xiě)一個(gè)測(cè)試模塊類(lèi)來(lái)做驅(qū)動(dòng)模塊，用于測(cè)試包中所有的待測(cè)試模塊。而最好不要在每個(gè)類(lèi)中用一個(gè)測(cè)試函數(shù)的方法，來(lái)測(cè)試類(lèi)中所有的方法。下面給出一個(gè)源代碼和測(cè)試代碼的結(jié)構(gòu)示例。importjava.util.Comparator;importjava.util.Random;publicfinalclassSorting{publicvoidinsertionSort(int[]a){

...... }publicbooleanisSorted(int[]a){

...... }

......

}程

序

源

代

碼importstaticorg.junit.Assert.*;importorg.junit.Test;publicclassTestSorting{ @Test publicvoidtestInsertionSort(){

...... } @Test publicvoidtestIsSorted(){

...... }......

}一個(gè)測(cè)試類(lèi)和多個(gè)測(cè)試函數(shù)單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境這樣的好處在于：

能夠同時(shí)測(cè)試包中所有的方法或模塊，也可以方便的測(cè)試指定的模塊或方法。

能夠聯(lián)合使用所有測(cè)試用例對(duì)同一段代碼執(zhí)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。便于回歸測(cè)試，當(dāng)某個(gè)模塊作了修改之后，只要執(zhí)行測(cè)試類(lèi)就可以執(zhí)行所有被測(cè)的模塊或方法。單元測(cè)試的測(cè)試環(huán)境