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# 单元测试
软件系统的开发是一个很复杂的过程，随着系统复杂性的提高，代码中隐藏的 bug 也可能变得越来越多。为了保证软件的质量，测试是一个必不可少的部分，甚至还有**测试驱动开发（Test-driven development, TDD）**的理念，也就是先测试再编码。
在计算机编程中，**单元测试（Unit Testing）**又称为模块测试，是针对程序模块（软件设计的最小单位）来进行正确性检验的测试工作，所谓的单元是指一个函数，一个模块，一个类等。
在 Python 中，我们可以使用 `unittest` 模块编写单元测试。
下面以[官方文档](https://docs.python.org/2/library/unittest.html)的例子进行介绍，该例子对字符串的一些方法进行测试：
```python
# -*- coding: utf-8 -*-
import unittest
class TestStringMethods(unittest.TestCase):
def test_upper(self):
self.assertEqual('foo'.upper(), 'FOO') # 判断两个值是否相等
def test_isupper(self):
self.assertTrue('FOO'.isupper()) # 判断值是否为 True
self.assertFalse('Foo'.isupper()) # 判断值是否为 False
def test_split(self):
s = 'hello world'
self.assertEqual(s.split(), ['hello', 'world'])
# check that s.split fails when the separator is not a string
with self.assertRaises(TypeError): # 检测异常
s.split(2)
```
在上面，我们定义了一个 TestStringMethods 类，它从 `unittest.TestCase` 继承。注意到，我们的方法名都是以 `test` 开头，表明该方法是测试方法，不以 `test` 开头的方法测试的时候不会被执行。
在方法里面，我们使用了`断言（assert）`判断程序运行的结果是否和预期相符。其中：
- `assertEqual` 用于判断两个值是否相等；
- `assertTrue/assertFalse` 用于判断表达式的值是 True 还是 False；
- `assertRaises` 用于检测异常；
断言方法主要有三种类型：
- 检测两个值的大小关系：相等，大于，小于等
- 检查逻辑表达式的值：True/Flase
- 检查异常
下面列举了部分常用的断言方法：
| Method | Checks that |
| :--- | :--- |
| assertEqual(a, b) | a == b |
| assertNotEqual(a, b) | a != b |
| assertGreater(a, b) | a > b |
| assertGreaterEqual(a, b) | a >= b |
| assertLess(a, b) | a < b |
| assertLessEqual(a, b) | a <= b |
| assertTrue(x) | bool(x) is True |
| assertFalse(x) | bool(x) is False |
| assertIs(a, b) | a is b |
| assertIsNot(a, b) | a is not b |
| assertIsNone(x) | x is None |
| assertIsNotNone(x) | x is not None |
| assertIn(a, b) | a in b |
| assertNotIn(a, b) | a not in b |
| assertIsInstance(a, b) | isinstance(a, b) |
| assertNotIsInstance(a, b) | not isinstance(a, b) |
现在，让我们来运行上面的单元测试，将上面的代码保存为文件 `mytest.py`，通过 `-m unittest` 参数运行单元测试：
```
$ python -m unittest mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... ok
```
执行结果：
```python
...
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK
```
上面的结果表明测试通过，我们也可以加 `-v` 参数得到更加详细的测试结果：
```python
$ python -m unittest -v mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... ok
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK
```
上面这种运行单元测试的方法是我们推荐的做法，当然，你也可以在代码的最后添加两行：
```python
if __name__ == '__main__':
unittest.main()
```
然后再直接运行：
```python
$ python mytest.py
```
# setUp 和 tearDown
在某些情况下，我们需要在每个测试方法执行前和执行后做一些相同的操作，比如我们想在每个测试方法执行前连接数据库，执行后断开数据库连接，为了避免在每个测试方法中编写同样的代码，我们可以使用 setUp 和 tearDown 方法，比如：
```python
# -*- coding: utf-8 -*-
import unittest
class TestStringMethods(unittest.TestCase):
def setUp(self): # 在每个测试方法执行前被调用
print 'setUp, Hello'
def tearDown(self): # 在每个测试方法执行后被调用
print 'tearDown, Bye!'
def test_upper(self):
self.assertEqual('foo'.upper(), 'FOO') # 判断两个值是否相等
def test_isupper(self):
self.assertTrue('FOO'.isupper()) # 判断值是否为 True
self.assertFalse('Foo'.isupper()) # 判断值是否为 False
def test_split(self):
s = 'hello world'
self.assertEqual(s.split(), ['hello', 'world'])
# check that s.split fails when the separator is not a string
with self.assertRaises(TypeError): # 检测异常
s.split(2)
```
看看执行结果：
```
$ python -m unittest -v mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK
```
# 小结
- 通过从 `unittest.TestCase` 继承来编写测试类。
- 使用断言方法判断程序运行的结果是否和预期相符。
- setUp 在每个测试方法执行前被调用，tearDown 在每个测试方法执行后被调用。
# 参考资料
- [unittest — Unit testing framework — Python 2.7.12 documentation](https://docs.python.org/2/library/unittest.html)
- [python单元测试unittest | Lucia Garden](http://luciastar.com/2016/05/16/python%E5%8D%95%E5%85%83%E6%B5%8B%E8%AF%95unittest/)
- [单元测试 - 廖雪峰的官方网站](http://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/00140137128705556022982cfd844b38d050add8565dcb9000)
- [单元测试 - 维基百科，自由的百科全书](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%95%E5%85%83%E6%B5%8B%E8%AF%95)
- [“单元测试要做多细？” | 酷 壳 - CoolShell.cn](http://coolshell.cn/articles/8209.html)