测试驱动开发(Test-DrivenDevelopment)

1．背景

一个高效的软件开发过程对软件开发人员来说是至关重要的，决定着开发是痛苦的挣扎，还是不断进步的喜悦。国人对软件蓝领的不屑，对繁琐冗长的传统开发过程的不耐，使大多数开发人员无所适从。最近兴起的一些软件开发过程相关的技术，提供一些比较高效、实用的软件过程开发方法。其中比较基础、关键的一个技术就是测试驱动开发（Test-Driven Development）。虽然TDD光大于极限编程，但测试驱动开发完全可以单独应用。下面就从开发人员使用的角度进行介绍，使开发人员用最少的代价尽快理解、掌握、应用这种技术。

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2．优势

2.1先编写测试代码

测试驱动开发的基本思想就是在开发功能代码之前，先编写测试代码。

2.2先考虑代码的使用需求

测试驱动开发就是通过编写测试用例，先考虑代码的使用需求（包括功能、过程、接口等），而且这个描述是无二义的，可执行验证的。

2.3分解功能

通过编写这部分代码的测试用例，对其功能的分解、使用过程、接口都进行了设计。

2.4测试代码即是文档

要使用、理解别人的代码时通常又希望能有文档进行指导，而测试驱动开发过程中产生的测试用例代码就是对代码的最好的解释。

2.5正确性->信心

“代码是否正确？”“辛苦编写的代码还有没有严重bug？”“修改的新代码对其他部分有没有影响？”。测试驱动开发提供的测试集就可以作为你信心的来源。

2.6迅速定位bug

当然测试驱动开发最重要的功能还在于保障代码的正确性，能够迅速发现、定位bug。

3 .原理

测试驱动开发的基本思想就是在开发功能代码之前，先编写测试代码。也就是说在明确要开发某个功能后，首先思考如何对这个功能进行测试，并完成测试代码的编写，然后编写相关的代码满足这些测试用例。然后循环进行添加其他功能，直到完全部功能的开发。

3.1 V测试模型

3.2 X测试模型

4 .过程

软件开发其他阶段的测试驱动开发，根据测试驱动开发的思想完成对应的测试文档即可。

1）明确当前要完成的功能。可以记录成一个 TODO列表。

2）快速完成针对此功能的测试用例编写。

3）测试代码编译不通过。

4）编写对应的功能代码。

5）测试通过。

6）对代码进行重构，并保证测试通过。

7）循环完成所有功能的开发。

5 .原则

5.1 测试隔离

不同代码的测试应该相互隔离。对一块代码的测试只考虑此代码的测试，不要考虑其实现细节（比如它使用了其他类的边界条件）。

5.2 一顶帽子

开发人员开发过程中要做不同的工作，比如：编写测试代码、开发功能代码、对代码重构等。做不同的事，承担不同的角色。开发人员完成对应的工作时应该保持注意力集中在当前工作上，而不要过多的考虑其他方面的细节，保证头上只有一顶帽子。避免考虑无关细节过多，无谓地增加复杂度。

5.3测试列表

需要测试的功能点很多。应该在任何阶段想添加功能需求问题时，把相关功能点加到测试列表中，然后继续手头工作。然后不断的完成对应的测试用例、功能代码、重构。一是避免疏漏，也避免干扰当前进行的工作。

5.4 测试驱动

这个比较核心。完成某个功能，某个类，首先编写测试代码，考虑其如何使用、如何测试。然后在对其进行设计、编码。

5.5 先写断言

测试代码编写时，应该首先编写对功能代码的判断用的断言语句，然后编写相应的辅助语句。

5.6 可测试性

功能代码设计、开发时应该具有较强的可测试性。其实遵循比较好的设计原则的代码都具备较好的测试性。比如比较高的内聚性，尽量依赖于接口等。

5.7 及时重构

无论是功能代码还是测试代码，对结构不合理，重复的代码等情况，在测试通过后，及时进行重构。关于重构，我会另撰文详细分析。

5.8 小步前进

软件开发是个复杂性非常高的工作，开发过程中要考虑很多东西，包括代码的正确性、可扩展性、性能等等，很多问题都是因为复杂性太大导致的。极限编程提出了一个非常好的思路就是小步前进。把所有的规模大、复杂性高的工作，分解成小的任务来完成。对于一个类来说，一个功能一个功能的完成，如果太困难就再分解。每个功能的完成就走测试代码－功能代码－测试－重构的循环。通过分解降低整个系统开发的复杂性。这样的效果非常明显。几个小的功能代码完成后，大的功能代码几乎是不用调试就可以通过。一个个类方法的实现，很快就看到整个类很快就完成啦。本来感觉很多特性需要增加，很快就会看到没有几个啦。你甚至会为这个速度感到震惊。

6 .测试技术

6.1测试范围、粒度

对那些你认为应该测试的代码进行测试。就是说，要相信自己的感觉，自己的经验。那些重要的功能、核心的代码就应该重点测试。感到疲劳就应该停下来休息一下。感觉没有必要更详细的测试，就停止本轮测试。

测试驱动开发强调测试并不应该是负担，而应该是帮助我们减轻工作量的方法。而对于何时停止编写测试用例，也是应该根据你的经验，功能复杂、核心功能的代码就应该编写更全面、细致的测试用例，否则测试流程即可。

测试范围没有静态的标准，同时也应该可以随着时间改变。对于开始没有编写足够的测试的功能代码，随着bug的出现，根据bug补齐相关的测试用例即可。

小步前进的原则，要求我们对大的功能块测试时，应该先分拆成更小的功能块进行测试，比如一个类A使用了类B、C，就应该编写到A使用B、C功能的测试代码前，完成对B、C的测试和开发。

6.2 怎么编写测试用例

1）操作过程尽量模拟正常使用的过程。

2）全面的测试用例应该尽量做到分支覆盖，核心代码尽量做到路径覆盖。

3）测试数据尽量包括：真实数据、边界数据。

4）测试语句和测试数据应该尽量简单，容易理解。

5）为了避免对其他代码过多的依赖，可以实现简单的桩函数或桩类（Mock Object）。

6）如果内部状态非常复杂或者应该判断流程而不是状态，可以通过记录日志字符串的方式进行验证。

7 .Tips

软件开发过程中，除了遵守上面提到的测试驱动开发的几个原则外，一个需要注意的问题就是，谨防过度设计。编写功能代码时应该关注于完成当前功能点，通过测试，使用最简单、直接的方式来编码。过多的考虑后期的扩展，其他功能的添加，无疑增加了过多的复杂性，容易产生问题。应该等到要添加这些特性时在进行详细的测试驱动开发。到时候，有整套测试用例做基础，通过不断重构很容易添加相关特性。