可能是 Python 中最火的第三方开源测试框架 pytest
作者:HelloGitHub-Prodesire
HelloGitHub 的《讲解开源项目》系列,项目地址:https://github.com/HelloGitHub-Team/Article
一、介绍
本篇文章是《聊聊 Python 的单元测试框架》的第三篇,前两篇分别介绍了标准库 unittest 和第三方单元测试框架 nose。作为本系列的最后一篇,压轴出场的是Python 世界中最火的第三方单元测试框架:pytest。
pytest 项目地址:https://github.com/pytest-dev/pytest
它有如下主要特性:
- assert 断言失败时输出详细信息(再也不用去记忆
self.assert*
名称了) - 自动发现 测试模块和函数
- 模块化夹具 用以管理各类测试资源
- 对
unittest
完全兼容,对nose
基本兼容 - 非常丰富的插件体系,有超过 315 款第三方插件,社区繁荣
和前面介绍 unittest
和 nose
一样,我们将从如下几个方面介绍 pytest
的特性。
二、用例编写
同 nose
一样,pytest
支持函数、测试类形式的测试用例。最大的不同点是,你可以尽情地使用 assert
语句进行断言,丝毫不用担心它会在 nose
或 unittest
中产生的缺失详细上下文信息的问题。
比如下面的测试示例中,故意使得 test_upper
中断言不通过:
import pytestdef test_upper():assert 'foo'.upper() == 'FOO1'class TestClass:def test_one(self):x = "this"assert "h" in xdef test_two(self):x = "hello"with pytest.raises(TypeError):x + []
而当使用 pytest
去执行用例时,它会输出详细的(且是多种颜色)上下文信息:
=================================== test session starts ===================================
platform darwin -- Python 3.7.1, pytest-4.0.1, py-1.7.0, pluggy-0.8.0
rootdir: /Users/prodesire/projects/tests, inifile:
plugins: cov-2.6.0
collected 3 itemstest.py F.. [100%]======================================== FAILURES =========================================
_______________________________________ test_upper ________________________________________def test_upper():
> assert 'foo'.upper() == 'FOO1'
E AssertionError: assert 'FOO' == 'FOO1'
E - FOO
E + FOO1
E ? +test.py:4: AssertionError
=========================== 1 failed, 2 passed in 0.08 seconds ============================
不难看到,pytest
既输出了测试代码上下文,也输出了被测变量值的信息。相比于 nose
和 unittest
,pytest
允许用户使用更简单的方式编写测试用例,又能得到一个更丰富和友好的测试结果。
三、用例发现和执行
unittest
和 nose
所支持的用例发现和执行能力,pytest
均支持。
pytest
支持用例自动(递归)发现:
- 默认发现当前目录下所有符合
test_*.py
或*_test.py
的测试用例文件中,以test
开头的测试函数或以Test
开头的测试类中的以test
开头的测试方法- 使用
pytest
命令
- 使用
- 同
nose2
的理念一样,通过在配置文件中指定特定参数,可配置用例文件、类和函数的名称模式(模糊匹配)
pytest
也支持执行指定用例:
- 指定测试文件路径
pytest /path/to/test/file.py
- 指定测试类
pytest /path/to/test/file.py:TestCase
- 指定测试方法
pytest another.test::TestClass::test_method
- 指定测试函数
pytest /path/to/test/file.py:test_function
四、测试夹具(Fixtures)
pytest
的测试夹具和 unittest
、nose
、nose2
的风格迥异,它不但能实现 setUp
和 tearDown
这种测试前置和清理逻辑,还其他非常多强大的功能。
4.1 声明和使用
pytest
中的测试夹具更像是测试资源,你只需定义一个夹具,然后就可以在用例中直接使用它。得益于 pytest
的依赖注入机制,你无需通过from xx import xx
的形式显示导入,只需要在测试函数的参数中指定同名参数即可,比如:
import pytest@pytest.fixture
def smtp_connection():import smtplibreturn smtplib.SMTP("smtp.gmail.com", 587, timeout=5)def test_ehlo(smtp_connection):response, msg = smtp_connection.ehlo()assert response == 250
上述示例中定义了一个测试夹具 smtp_connection
,在测试函数 test_ehlo
签名中定义了同名参数,则 pytest
框架会自动注入该变量。
4.2 共享
在 pytest
中,同一个测试夹具可被多个测试文件中的多个测试用例共享。只需在包(Package)中定义 conftest.py
文件,并把测试夹具的定义写在该文件中,则该包内所有模块(Module)的所有测试用例均可使用 conftest.py
中所定义的测试夹具。
比如,如果在如下文件结构的 test_1/conftest.py
定义了测试夹具,那么 test_a.py
和 test_b.py
可以使用该测试夹具;而 test_c.py
则无法使用。
`-- test_1
| |-- conftest.py
| `-- test_a.py
| `-- test_b.py
`-- test_2`-- test_c.py
4.3 生效级别
unittest
和 nose
均支持测试前置和清理的生效级别:测试方法、测试类和测试模块。
pytest
的测试夹具同样支持各类生效级别,且更加丰富。通过在 pytest.fixture 中指定 scope
参数来设置:
- function —— 函数级,即调用每个测试函数前,均会重新生成 fixture
- class —— 类级,调用每个测试类前,均会重新生成 fixture
- module —— 模块级,载入每个测试模块前,均会重新生成 fixture
- package —— 包级,载入每个包前,均会重新生成 fixture
- session —— 会话级,运行所有用例前,只生成一次 fixture
当我们指定生效级别为模块级时,示例如下:
import pytest
import smtplib@pytest.fixture(scope="module")
def smtp_connection():return smtplib.SMTP("smtp.gmail.com", 587, timeout=5)
4.4 测试前置和清理
pytest
的测试夹具也能够实现测试前置和清理,通过 yield
语句来拆分这两个逻辑,写法变得很简单,如:
import smtplib
import pytest@pytest.fixture(scope="module")
def smtp_connection():smtp_connection = smtplib.SMTP("smtp.gmail.com", 587, timeout=5)yield smtp_connection # provide the fixture valueprint("teardown smtp")smtp_connection.close()
在上述示例中,yield smtp_connection
及前面的语句相当于测试前置,通过 yield
返回准备好的测试资源 smtp_connection
;
而后面的语句则会在用例执行结束(确切的说是测试夹具的生效级别的声明周期结束时)后执行,相当于测试清理。
如果生成测试资源(如示例中的 smtp_connection
)的过程支持 with
语句,那么还可以写成更加简单的形式:
@pytest.fixture(scope="module")
def smtp_connection():with smtplib.SMTP("smtp.gmail.com", 587, timeout=5) as smtp_connection:yield smtp_connection # provide the fixture value
pytest
的测试夹具除了文中介绍到的这些功能,还有诸如参数化夹具、工厂夹具、在夹具中使用夹具等更多高阶玩法,详情请阅读 "pytest fixtures: explicit, modular, scalable"。
五、跳过测试和预计失败
pytest
除了支持 unittest
和 nosetest
的跳过测试和预计失败的方式外,还在 pytest.mark
中提供对应方法:
- 通过 skip 装饰器或 pytest.skip 函数直接跳过测试
- 通过 skipif按条件跳过测试
- 通过 xfail 预计测试失败
示例如下:
@pytest.mark.skip(reason="no way of currently testing this")
def test_mark_skip():...def test_skip():if not valid_config():pytest.skip("unsupported configuration")@pytest.mark.skipif(sys.version_info < (3, 6), reason="requires python3.6 or higher")
def test_mark_skip_if():...@pytest.mark.xfail
def test_mark_xfail():...
关于跳过测试和预计失败的更多玩法,参见 "Skip and xfail: dealing with tests that cannot succeed"
六、子测试/参数化测试
pytest
除了支持 unittest
中的 TestCase.subTest
,还支持一种更为灵活的子测试编写方式,也就是 参数化测试
,通过 pytest.mark.parametrize
装饰器实现。
在下面的示例中,定义一个 test_eval
测试函数,通过 pytest.mark.parametrize
装饰器指定 3 组参数,则将生成 3 个子测试:
@pytest.mark.parametrize("test_input,expected", [("3+5", 8), ("2+4", 6), ("6*9", 42)])
def test_eval(test_input, expected):assert eval(test_input) == expected
示例中故意让最后一组参数导致失败,运行用例可以看到丰富的测试结果输出:
========================================= test session starts =========================================
platform darwin -- Python 3.7.1, pytest-4.0.1, py-1.7.0, pluggy-0.8.0
rootdir: /Users/prodesire/projects/tests, inifile:
plugins: cov-2.6.0
collected 3 itemstest.py ..F [100%]============================================== FAILURES ===============================================
__________________________________________ test_eval[6*9-42] __________________________________________test_input = '6*9', expected = 42@pytest.mark.parametrize("test_input,expected", [("3+5", 8), ("2+4", 6), ("6*9", 42)])def test_eval(test_input, expected):
> assert eval(test_input) == expected
E AssertionError: assert 54 == 42
E + where 54 = eval('6*9')test.py:6: AssertionError
================================= 1 failed, 2 passed in 0.09 seconds ==================================
若将参数换成 pytest.param
,我们还可以有更高阶的玩法,比如知道最后一组参数是失败的,所以将它标记为 xfail:
@pytest.mark.parametrize("test_input,expected",[("3+5", 8), ("2+4", 6), pytest.param("6*9", 42, marks=pytest.mark.xfail)],
)
def test_eval(test_input, expected):assert eval(test_input) == expected
如果测试函数的多个参数的值希望互相排列组合,我们可以这么写:
@pytest.mark.parametrize("x", [0, 1])
@pytest.mark.parametrize("y", [2, 3])
def test_foo(x, y):pass
上述示例中会分别把 x=0/y=2
、x=1/y=2
、x=0/y=3
和x=1/y=3
带入测试函数,视作四个测试用例来执行。
七、测试结果输出
pytest
的测试结果输出相比于 unittest
和 nose
来说更为丰富,其优势在于:
- 高亮输出,通过或不通过会用不同的颜色进行区分
- 更丰富的上下文信息,自动输出代码上下文和变量信息
- 测试进度展示
- 测试结果输出布局更加友好易读
八、插件体系
pytest
的插件十分丰富,而且即插即用,作为使用者不需要编写额外代码。关于插件的使用,参见"Installing and Using plugins"。
此外,得益于 pytest
良好的架构设计和钩子机制,其插件编写也变得容易上手。关于插件的编写,参见"Writing plugins"。
九、总结
三篇关于 Python 测试框架的介绍到这里就要收尾了。写了这么多,各位看官怕也是看得累了。我们不妨罗列一个横向对比表,来总结下这些单元测试框架的异同:
unittest | nose | nose2 | pytest | |
---|---|---|---|---|
自动发现用例 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
指定(各级别)用例执行 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
支持 assert 断言 | 弱 | 弱 | 弱 | 强 |
测试夹具 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
测试夹具种类 | 前置和清理 | 前置和清理 | 前置和清理 | 前置、清理、内置各类 fixtures,自定义各类 fixtures |
测试夹具生效级别 | 方法、类、模块 | 方法、类、模块 | 方法、类、模块 | 方法、类、模块、包、会话 |
支持跳过测试和预计失败 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
子测试 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
测试结果输出 | 一般 | 较好 | 较好 | 好 |
插件 | - | 较丰富 | 一般 | 丰富 |
钩子 | - | - | ✔ | ✔ |
社区生态 | 作为标准库,由官方维护 | 停止维护 | 维护中,活跃度低 | 维护中,活跃度高 |
Python 的单元测试框架看似种类繁多,实则是一代代的进化,有迹可循。抓住其特点,结合使用场景,就能容易的做出选择。
若你不想安装或不允许第三方库,那么 unittest
是最好也是唯一的选择。反之,pytest
无疑是最佳选择,众多 Python 开源项目(如大名鼎鼎的 requests)都是使用 pytest
作为单元测试框架。甚至,连 nose2
在官方文档上都建议大家使用 pytest
,这得是多大的敬佩呀!
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