Что такое Unit тесты и как их писать

Во время тестирования ПО используются различные методы и подходы, включая функциональное тестирование, интеграционное тестирование, системное тестирование и многие другие. Каждый из них имеет свои особенности и цели. В этой статье мы сосредоточимся на одном из таких методов тестирования — юнит-тесты. Они являются основой для проверки небольших, изолированных частей кода — так называемых «юнитов». И в статье мы рассмотрим, почему они важны и как их можно написать для обеспечения высокого качества программного продукта.

Что это такое 

Unit тесты — это автоматические тесты, которые проверяют небольшие части кода, такие как функции или методы, изолированно от остальной системы. Они позволяют разработчикам убедиться, что каждая часть кода работает правильно и соответствует ожидаемому поведению. Они пишутся на языке программирования и могут быть запущены автоматически для быстрой проверки кода при каждом его изменении.

Термин «юнит» в контексте темы обозначает минимально возможную часть кода, которую можно протестировать изолированно. Это может быть функция, метод или даже отдельная строка кода. Каждый «юнит» должен быть протестирован отдельно от остального кода, чтобы убедиться в его корректности. Такой подход позволяет выявить ошибки и проблемы в коде на ранних стадиях разработки.

Важность юнит-тестов

Что такое unit test в разработке ПО и насколько они важны?

Давайте представим себе, что у вас есть кусочек кода, который вы только что написали. Вы думаете, что он работает правильно, но как вы можете быть уверены? Вот где на помощь приходят юнит-тесты. Они позволяют вам проверить, что ваш код выполняет свои функции так, как задумано.

Они  помогают выявить ошибки и дефекты в коде на ранних этапах разработки. Это позволяет сэкономить время и усилия, которые в противном случае могли бы быть потрачены на поиск и исправление проблем в уже сложившемся коде. Более того, юнит-тесты помогают предотвратить появление новых ошибок при внесении изменений в код в будущем.

Когда вы их пишете, то декомпозируете ваш код на отдельные «юниты» и проверяете каждый из них по отдельности. Это помогает выявить проблемы в отдельных компонентах кода и убедиться, что они работают правильно в изоляции.

Юнит-тесты также способствуют повышению надежности кода. Если у вас есть хороший набор тестов, которые проверяют различные сценарии использования, вы можете быть уверены, что ваш код будет работать стабильно и предсказуемо даже в сложных ситуациях.

Кроме того, юнит-тесты служат документацией к коду — это когда вы описываете ожидаемое поведение вашего кода в явном виде. Это делает ваш код более понятным и облегчает его использование и поддержку для других разработчиков, которые могут работать с ним в будущем.

Процесс написания 

Написание юнит-тестов включает несколько шагов:

• Определение тестируемых «юнитов». Выберите функции, методы или классы, которые вы хотите протестировать. Определите, какие части вашего кода должны быть покрыты тестами.

• Разработка тестовых случаев. Определите различные сценарии использования и состояния, которые должны быть протестированы. Напишите тестовые случаи для каждого сценария, где вы проверяете ожидаемые результаты и поведение кода.

• Написание тестового кода. Напишите код для каждого тестового случая, который проверяет ожидаемый результат. Используйте специальные фреймворки и библиотеки для тестирования, чтобы упростить процесс написания и выполнения тестов.

• Запуск тестов. Запустите все написанные тесты и проверьте их результаты. Убедитесь, что все тесты прошли успешно и код работает правильно.

• Анализ результатов и исправление ошибок. Изучите результаты тестов и обратите внимание на любые ошибки или неожиданное поведение. Исправьте проблемы в вашем коде и перезапустите тесты для проверки исправлений.

Как правильно писать юнит тесты?

Здесь следует придерживаться нескольких принципов:

• Напишите тесты сразу. Лучше писать тесты вместе с кодом или как можно раньше в процессе разработки. Это помогает предотвратить появление ошибок и упростить обнаружение проблем.

• Будьте ясны и специфичны. Называйте ваши тестовые случаи и функции таким образом, чтобы было понятно, что они проверяют. Сделайте каждый тестовый случай максимально специфичным и фокусируйтесь на конкретных аспектах кода.

• Используйте ассерты. Используйте утверждения (assertions) для проверки ожидаемых результатов. Убедитесь, что ваш код возвращает ожидаемые значения и ведет себя так, как вы предполагаете.

• Поддерживайте свои тесты. Обновляйте ваши тесты при внесении изменений в код. Убедитесь, что они все еще актуальны и продолжают проверять правильное поведение вашего кода.

• Запускайте тесты регулярно, чтобы убедиться, что они все еще работают. Это поможет вам быстро обнаружить любые проблемы в вашем коде.

Как видите — это искусство, которое требует практики и опыта. Следуя этим шагам и принципам, вы сможете создавать надежные и эффективные тесты для вашего кода.

Примеры 

Давайте рассмотрим несколько примеров простых юнит-тестов для наглядности. 

1. Пример для функции сложения:

Предположим, у вас есть функция add(a, b), которая складывает два числа. Вы можете написать следующий юнит-тест для проверки ее работы:

def test_add():

    result = add(2, 3)

    assert result == 5, "Ожидаемый результат: 5"

В этом тесте мы вызываем функцию add(2, 3) и сравниваем ее результат с ожидаемым значением 5. Если результат не совпадает с ожидаемым, тест завершится с ошибкой.

2. Пример для класса:

Предположим, у вас есть класс Calculator, который имеет метод multiply(a, b), выполняющий умножение двух чисел. Вы можете написать такой юнит-тест для проверки его работы:

def test_multiply():

    calculator = Calculator()

    result = calculator.multiply(2, 3)

    assert result == 6, "Ожидаемый результат: 6"

В этом тесте мы создаем экземпляр класса Calculator, вызываем его метод multiply(2, 3) и сравниваем результат с ожидаемым значением 6.

Но возникает вопрос, как интерпретировать результаты? Они обычно представлены в виде отчетов или вывода на экран. Когда вы запускаете тесты, они могут показать следующую информацию:

• Пройденные тесты: если все прошло успешно, вы увидите сообщение о прохождении теста или его статус «пройден». Это означает, что код, который был протестирован, работает так, как ожидалось.

• Неудачные тесты: если же не все гладко, вы увидите сообщение о неудаче теста или его статус «не пройден». Это означает, что была обнаружена проблема в коде, которую нужно исправить.

• Сводка результатов: в конце выполнения всех тестов вы можете увидеть сводку результатов, которая показывает общее количество пройденных и неудачных тестов. Это помогает вам понять, насколько хорошо ваш код прошел тестирование.

Инструменты 

Существует множество инструментов, которые помогают разработчикам в написании и запуске юнит-тестов. Перечислим некоторые:

• unittest (unittest.mock входит в него): встроенный модуль для тестирования в языке программирования Python. Он предоставляет широкие возможности и включает в себя возможности для создания фейковых объектов (mock objects).

• pytest: популярный фреймворк для тестирования в Python. Обладает простым и понятным синтаксисом и предоставляет множество функций для удобного написания и выполнения тестов.
• JUnit: фреймворк для тестирования в языке Java. Предоставляет средства для написания и запуска юнит-тестов и широко используется в разработке на Java.

• NUnit: фреймворк для тестирования в языке C#. Предоставляет возможности для создания и запуска тестов в C# и обладает богатым функционалом.

• Mocha: фреймворк для тестирования в JavaScript. Позволяет писать тесты с использованием синтаксиса, близкого к естественному языку, и обладает широкой поддержкой различных типов тестов.

При выборе инструмента необходимо учитывать следующее:

• Язык программирования.

• Уровень сложности.

• Функциональность (удостоверьтесь, что инструмент предоставляет необходимые возможности для вашего проекта).

• Сообщество поддержки (наличие активного сообщества облегчит получение помощи и доступ к примерам кода).

• Интеграция с другими инструментами (важно, чтобы выбранный инструмент мог интегрироваться с другими инструментами, которые вы используете в разработке).

Выбор подходящего инструмента зависит от ваших потребностей и предпочтений, поэтому важно тщательно оценить каждый инструмент перед принятием решения.

Заключение

Мы рассмотрели принципы unit тестирования, а также убедились, что оно способствует улучшению коллективной работы, обеспечивая команде разработчиков общий стандарт качества кода. В целом, использование юнит-тестов существенно повышает эффективность и надежность процесса разработки программного обеспечения.

Правильное использование юнит-тестов и выбор подходящих инструментов помогает разработчикам создавать надежные и функциональные программные продукты, которые соответствуют требованиям и ожиданиям пользователей.