Python新手入门之测试代码

编写函数或类的时候，可以编写测试，来确定代码面对各种输入都能够按要求的那样工作。
1.1 测试函数
下面写一个简单的函数来作为测试的代码。该函数接收姓名并返回完整的姓名。示例如下：

在编写一个使用该函数的程序。示例如下：

执行结果：

（一）单元测试和和测试用例
Python标准库中的模块unittest 提供了代码测试工具。单元测试用于核实函数的某个方面没有问题；测试用例是一组单元测试，这些单元测试一起核实函数在各种情形下的行为都符合要求。良好的测试用例考虑到了函数可能收到的各种输入，包含针对所有这些情形的测试。全覆盖式测试用例包含一整套单元测试，涵盖了各种可能的函数使用方式。对于大型项目，要实现全覆盖可能很难。通常，最初只要针对代码的重要行为编写测试即可，等项目被广泛使用时再考虑全覆盖。
（二）可通过的测试
创建测试用例的语法需要一段时间才能习惯，但测试用例创建后，再添加针对函数的单元测试就很简单了。要为函数编写测试用例，可先导入模块unittest以及要测试的函数，再创建一个继承unittest.TestCase的类，并编写一系列方法对函数行为的不同方面进行测试。下面是一个只包含一个方法的测试用例，它检查函数get_formatted_name() 在给定名和姓时能否正确地工作。示例如下：

首先，我们导入了模块unittest和要测试的函数get_formatted_name()。我们创建了一个名为NamesTestCase的类，用于包含一系列针对get_formatted_name()的单元测试。你可随便给这个类命名，但最好让它看起来与要测试的函数相关，并包含字样Test。这个类必须继承unittest.TestCase类，这样Python才知道如何运行你编写的测试。NamesTestCase只包含一个方法，用于测试get_formatted_name()的一个方面。我们将这个方法命名为test_first_last_name()，因为我们要核实的是只有名和姓的姓名能否被正确地格式化。我们运行testname_function.py时，所有以test打头的方法都将自动运行。在这个方法中，我们调用了要测试的函数，并存储了要测试的返回值。在这个示例中，我们使用实参’janis’和’joplin’ 调用get_formatted_name()，并将结果存储到变量formatted_name中。我们使用了unittest 类最有用的功能之一：一个断言方法。断言方法用来核实得到的结果是否与期望的结果一致。在这里，我们知道get_formatted_name()应返回这样的姓名，即名和姓的首字母为大写，且它们之间有一个空格，因此我们期望formatted_name的值的Janis Joplin。为检查是否确实如此，我们调用unittest的方法assertEqual()，并向它传递formatted_name和’Janis Joplin’。代码行self.assertEqual(formatted_name, ‘Janis Joplin’)的意思是说：“将formatted_name的值同字符串’Janis Joplin’进行比较，如果它们相等，就万事大吉，如果它们不相等，跟我说一声！”
执行结果：

（三）不能通过的测试
测试未通过时结果是什么样的呢？我们来修改get_formatted_name()，使其能够处理中间名，但这样做时，故意让这个函数无法正确地处理像Zhang San这样只有名和姓的姓名。下面是函数get_formatted_name()的新版本，它要求通过一个实参指定中间名。示例如下：

执行结果：

（四）测试未通过怎么办
测试未通过时怎么办呢？如果你检查的条件没错，测试通过了意味着函数的行为是对的，而测试未通过意味着你编写的新代码有错。因此，测试未通过时，不要修改测试，而应修复导致测试不能通过的代码：检查刚对函数所做的修改，找出导致函数行为不符合预期的修改。在这个示例中，get_formatted_name()以前只需要两个实参——名和姓，但现在它要求提供名、中间名和姓。新增的中间名参数是必不可少的，这导致get_formatted_name()的行为不符合预期。就这里而言，最佳的选择是让中间名变为可选的。这样做后，使用类似于Janis Joplin的姓名进行测试时，测试就会通过了，同时这个函数还能接受中间名。下面来修改get_formatted_name()，将中间名设置为可选的，然后再次运行这个测试用例。如果通过了，我们接着确认这个函数能够妥善地处理中间名。要将中间名设置为可选的，可在函数定义中将形参middle移到形参列表末尾，并将其默认值指定为一个空字符串。我们还要添加一个if测试，以便根据是否提供了中间名相应地创建姓名。示例如下：

执行结果：

（五）添加新测试
确定get_formatted_name()又能正确地处理简单的姓名后，我们再编写一个测试，用于测试包含中间名的姓名。为此，我们在NamesTestCase 类中再添加一个方法。示例如下：

执行结果：

1.2 测试类
前半部分，你编写了针对单个函数的测试，下面来编写针对类的测试。很多程序中都会用到类，因此能够证明你的类能够正确地工作会大有裨益。如果针对类的测试通过了，你就能确信对类所做的改进没有意外地破坏其原有的行为。
（一）各种断言方法
Python在unittest.TestCase 类中提供了很多断言方法。前面说过，断言方法检查你认为应该满足的条件是否确实满足。如果该条件确实满足，你对程序行为的假设就得到了确认，你就可以确信其中没有错误。如果你认为应该满足的条件实际上并不满足，Python将引发异常。下表描述了6个常用的断言方法。使用这些方法可核实返回的值等于或不等于预期的值、返回的值为True或False、返回的值在列表中或不在列表中。你只能在继承unittest.TestCase 的类中使用这些方法，下面来看看如何在测试类时使用其中的一个。

（二）一个要测试的类
类的测试与函数的测试相似——你所做的大部分工作都是测试类中方法的行为，但存在一些不同之处，下面来编写一个类进行测试。来看一个帮助管理匿名调查的类。示例如下：

这个类首先存储了一个你指定的调查问题，并创建了一个空列表，用于存储答案。这个类包含打印调查问题的方法、在答案列表中添加新答案的方法以及将存储在列表中的答案都打印出来的方法。要创建这个类的实例，只需提供一个问题即可。有了表示调查的实例后，就可使用show_question()来显示其中的问题，可使用store_response()来存储答案，并使用show_results()来显示调查结果。为证明AnonymousSurvey类能够正确地工作，我们来编写一个使用它的程序：

执行结果：

（三）测试AnonymousSurvey类
下面来编写一个测试，对AnonymousSurvey类的行为的一个方面进行验证：如果用户面对调查问题时只提供了一个答案，这个答案也能被妥善地存储。为此，我们将在这个答案被存储后，使用方法assertIn()来核实它包含在答案列表中：

我们首先导入了模块unittest以及要测试的类AnonymousSurvey。我们将测试用例命名为TestAnonymousSurvey，它也继承了unittest.TestCase。第一个测试方法验证调查问题的单个答案被存储后，会包含在调查结果列表中。对于这个方法，一个不错的描述性名称是test_store_single_response()。如果这个测试未通过，我们就能通过输出中的方法名得知，在存储单个调查答案方面存在问题。要测试类的行为，需要创建其实例。我们使用问题"What language did you first learn to speak?"创建了一个名为my_survey的实例，然后使用方法store_response()存储了单个答案English。接下来，我们检查English 是否包含在列表my_survey.responses 中，以核实这个答案是否被妥善地存储了。当我们运行test_survey.py时，测试通过了：

只能收集一个答案的调查用途不大。下面来核实用户提供三个答案时，它们也将被妥善地存储。为此，我们在TestAnonymousSurvey中再添加一个方法：

执行结果：

（四）方法setUp()
在前面的test_survey.py中，我们在每个测试方法中都创建了一个AnonymousSurvey实例，并在每个方法中都创建了答案。unittest.TestCase类包含方法setUp()，让我们只需创建这些对象一次，并在每个测试方法中使用它们。如果你在TestCase类中包含了方法setUp()，Python将先运行它，再运行各个以test_打头的方法。这样，在你编写的每个测试方法中都可使用在方法setUp()中创建的对象了。下面使用setUp()来创建一个调查对象和一组答案，供方法test_store_single_response()和test_store_three_responses()使用。示例如下：

执行结果：

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