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单元测试VS功能测试

发布: 2009-11-17 10:50 | 作者: webmaster | 来源: 本站原创 | 查看: 87次 | 进入软件测试论坛讨论

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单元测试VS功能测试    软件测试

一、单元和功能测试的利用

在过去的几年中,单元测试逐渐成为我编写软件的核心内容,在这里要感谢一种叫做极端编程-XP(注1)(见“资源”一节)的简便程序设计方法。这种方法要求我为新加入的每个函数都编写单元测试,并且维护这些测试。没有通过单元测试,我就不能将任何一个的代码加到模块中。在代码基数增长的同时,这些测试允许开发者有依据地将改变集成起来。起初,我认为这些单元测试就足以应付全局,没有必要涉及到功能测试。噢,又错了。功能测试和单元测试完全不同的两者。我花费了很长的时间才理解到两者的区别,以及如何将它们结合起来,用以改进开发进程。 
        本文探讨了单元测试和功能测试之间的差别,同时介绍在你的日常开发的过程中如何来利用它测试和开发过程作为一个开发人员,测试如此之重要,以至于你甚至应该花费几乎所有的时间来完成它。它不仅需要只被划分为开发过程中的某个特定阶段。显然,它不该是在你把系统交付给客户之前完成的最后一项任务。然而,你又如何得知它在何时结束呢?或是你如何得知是否因为修改一个微小的bug而破坏了系统的主要功能呢?或是系统可能会演化成超乎现在想象的模样?测试,单元的和功能的都应该是开发的过程中的一部分。

        单元测试应成为你编写代码的核心环节,尤其当你在从事一个项目时,紧张的时间约束你的开发进度,你也很想让它是在可控的有序下进行。我希望测试也是在你编写代码之前编写测试时的重要内容。

    一套适用的单元测试应具备以下功能:

    说明可能的最佳适用设计

    提供类文档的最佳格式

    判断一个类何时完成增强开发人员对代码的信心

    是快速重构的基础

        在系统中自然要包含单元测试所需的设计文档。重新阅读它,你会发现这是软件开发进程中的圣杯,文档跟随系统的变化而逐步演化。为每一个类提供完备的文档比起为它提供一系列的使用框架,或是一系列可控的输入要好得多。这样,设计文档就会因为单元测试的逐步通过而随时更新。

        你应该在你编写代码之前完成编写测试的工序。这样做会为测试所涉及的类提供设计方案,并促使你关注代码中更小的程序模块。这种练习也会使设计方案变得更加简单。你不能试图去了解将来的情形,去实现不必要的功能。编写测试工作也会让你清楚类会在什么时间结束。可以说,当所有的测试通过时,任务也就完成了。

        最后,单元测试会提供给你更高级别的依据,这绝对会满足开发者的。如果你在改动代码的同时,进行单元测试,你就会在你破坏的同时立即察觉到事态的发生。

        功能测试甚至比单元测试更加重要,因为它们说明了你的系统就要预备发布了。功能测试将把你的工作系统放置于一个可用的状态中。

        一套适用的功能测试应具备以下功能:

    有效地掌握用户的需求

    向项目组成员(包括用户和开发者)给出系统面临这些需求的依据

        功能测试要在有效地情况下掌握用户的需求。而传统的开发者是在使用的过程中发现需求的。通常,人们赞同使用项目工程并且花费相当的时间去重新定制它们。当它们被完成时,它们所得到的仅仅是一堆废纸。功能测试雷同于自行生效的使用项目的情况。极端程序设计方法(ExtremeProgramming)能够说明这种概念。XP 的说法就是对未来发生在用户和开发者之间的交流技巧的描述。功能测试也是这种交流的结果。而没有功能测试,这种说法也不会建立起来的。

        功能测试恰好填充了在单元测试和向项目小组提交的代码依据之间的空隙。单元测试会漏过许多的bug.它可以给出代码中你所需的所有有效部分,它也会给你所需的整个系统。功能测试可以使单元测试里漏掉的问题曝光。一系列可维护的,自动化的功能测试也会有漏网的情况,但是它至少比独立地进行最全面的单元测试要有用得多。

单元测试VS 功能测试 
        单元测试告诉开发者代码使事情正确地被执行,而功能测试所说的则是代码在正确地发挥功效。

    单元测试

        单元测试是从开发者的角度来编写的。它们确保类的每个特定方法成功执行一系列特定的任务。每一个测试都要保证对于给定的一个已知的输入应该得到所期望的输出。

        编写一系列可维护、自动化、没有测试框架的单元测试几乎是不可能的。在你开始之前,选择一个项目小组都认可的框架。不断地应用它,逐渐地喜欢它。在极端编程的介绍网页上,有很多适用的单元测试框架。我喜欢用的是Juint 来进行Java 代码的测试。

    功能测试

        功能测试则是从用户的角度来编写的。这些测试保证系统能够按照用户所期望的那样去运行。很多时候,开发一个完整的系统更像是建造一座大楼。当然,这种比喻并不是完全地恰当,但我们可以扩展它,来理解单元测试和功能测试之间的区别。

       单元测试类似于一个建筑检查员对房屋的建设现场进行检查。他注重的是房屋内部不同的系统,地基,架构设计,电气化,垂直的线条等等。他检查房屋的某个部分,以确保它在安全状态下,正确无误地工作,即是说,直接针对房屋的代码。功能测试在这个剧本里类似于房屋的主人在检查同样的建设场地。他所期望的是房屋的内部系统正常地运转,并且房屋检查员执行了他的任务。房屋的主人看重的是生活在这样的房屋中会是什么样子。他关注这间房屋的外貌,不同的房间有合适的空间,房屋适用于家庭的需要,窗户恰好位于最佳采光的位置。房屋的主人运行的是对房屋的功能测试,他站在用户的角度上。房屋检查员运行的是单元测试,他是站在建设者的角度上。

 

 

二、单元测试与功能测试之间的区别

 

测试与开发过程

        测试对于开发人员极为重要,您必须在开发过程中不断进行测试。测试不应该只属于开发周期的某个特定阶段。它绝不应该是您将系统交给客户前要完成的最后一项任务。如何才能知道您何时就完成了所有任务呢?如何才能知道对一个小错误的修正是否破坏了系统的主要功能呢?目前想像中的系统如何才能演化为实实在在的系统呢?单元测试和功能测试都应该是开发过程中不可分割的一部分。

 

        单元测试应成为您编写代码的核心环节,当您所做的项目时限很紧并且您希望控制开发进度时尤其如此。由于单元测试是如此重要,所以您应该先编写测试,再编写代码。

 

        一套适当的单元测试具有以下功能:

 

        说明可能的最实用设计

        提供类文档的最佳格式

        确定一个类何时完成

        增强开发人员对代码的信心

        作为快速重构的基础

 

 

        单元测试创建随系统自然发展的设计文档。再读一遍上一句话。文档随系统自然发展,这是软件开发的“圣杯”。有什么方法比通过提供一个用例编码集来记录一个类效果更好呢?那就是单元测试:一系列记录类所做工作的用例代码,提供输出控制。这样,由于单元测试必须通过,所以设计文档总是最新的。

 

        您应该首先编写测试,然后再编写代码。这样就为要测试的类提供了一种设计,这种设计使您每一时刻都只需集中考虑一小块代码。这种做法也使设计变得不再复杂。您没有试图为以后着想而实现一些不必要的功能。先编写测试还使您知道该类何时完成。一旦通过所有测试,任务也就完成了。

 

        最后,单元测试可使您高度自信,这又会转化为开发人员的满意度。如果只要更改代码即运行单元测试,您立即就能发现您所做的更改是否对系统造成了破坏。

 

        功能测试比单元测试更重要,因为功能测试将验证系统是否可以发行了。功能测试以一种有用的方式对您的工作系统进行说明。一套适当的功能测试具有以下功能:

 

以有效方式捕获用户需求

        增强小组(用户和开发人员)在系统满足用户需求方面的信心

 

 

        功能测试以有效方式捕获用户需求。传统开发通过用例来捕获需求。通常,人们讨论用例并花很长时间对它们进行细化。他们最后所得到的只是一纸空文。功能测试就像自验证式用例。极限编程方法可解释这一概念。XP Stories 将成为未来用户与开发人员进行沟通的协议。功能测试便是这种沟通的结果。未经功能测试的 Stories 不可能很完善。

 

        功能测试填补单元测试留下的空白,并可增强小组对代码的信心。单元测试漏掉许多错误。尽管它可以提供您所需的全部代码,但它可能无法提供您所需的全部系统功能。功能测试将暴露单元测试遗漏的问题。一套适当的自动化功能测试也不可能捕捉到每个错误,但是它能比最好的单一单元测试捕捉更多的错误。

 

单元测试与功能测试

        单元测试向开发人员表明代码正确执行操作;而功能测试向开发人员表明代码执行正确的操作。

 

单元测试

        单元测试是从程序员的角度编写的。它确保类的某个特定方法成功执行一系列特定的任务。每个测试都确保只要给定输入,方法将输出预期的结果。

 

        如果没有测试框架,编写一套可维护的自动化单元测试几乎是不可能的。在开始编写测试之前,请选择一个小组公认的框架。您将经常性地使用这个框架,因此您最好对它有点好感。极限编程网站提供了几个单元测试框架(请参阅参考资源)。我最熟悉的框架是 JUnit,它专门用来测试 Java 代码。

 

功能测试

        功能测试是从用户的角度编写的。这种测试确保系统执行用户期望它执行的工作。

 

        很多时候,系统开发好比建筑房屋。尽管这种类比不很恰当,但为了理解单元测试与功能测试的区别,我们可以扩充这种类比。单元测试好比房屋建筑现场的建筑监理员。他关心房屋的各个内部系统,如地基、构架、供电系统和管道设备等。他确保(测试)房屋每一部分的工作都安全、正常,即符合建筑说明。这种情况下,功能测试类似于视察同一建筑现场的房主。他假定内部系统将正常运作,并假定建筑监理员在执行其任务。房主关心的是住在这所房子里将会怎样。他关心房子的外观如何,各个房间的大小是否合适,房子能否满足家庭的需要,以及窗户的位置是否有利于采光。房主对房子执行功能测试。他从用户的角度考虑问题。建筑监理员对房子执行单元测试。他从建筑工人的角度考虑问题。

 

        就像单元测试一样,如果没有测试框架,编写一套可维护的自动化功能测试实际上是不可能的。JUnit 非常适合编写单元测试;但是,当试图编写功能测试时,它就显得力不从心了。就功能测试而言,没有与 JUnit 相当的框架。也有几种用于功能测试的产品,但我从来没见过它们应用于生产环境。如果找不到满足您的需要的框架,您就必须创建一个。

 

        无论我们多么擅长于构建手头的项目,也不管我们正在创建的系统多么灵活,如果我们的产品不合用,那我们就是白费时间。因此,功能测试是开发最重要的部分。

 

        由于两种测试都必不可少,您就需要了解编写它们应遵循的原则。

 

如何编写单元测试

        刚开始编写单元测试时很容易恢心。最佳的入手方式就是为新代码创建单元测试。(尽管为现有代码创建单元测试比较困难,但并非无法实现)。首先从新代码着手,待您习惯了整个过程以后,再针对现有代码创建测试程序。

 

        如上文所述,应该首先编写单元测试,然后再编写这些单元测试要测试的代码。如何为尚不存在的代码编写测试呢?问得非常好。掌握这一方法需要 90% 的思维加 10% 的技术。我的意思是,您只需假定您正在为其编写测试的类已经存在。接下来的任务就是编写测试。起初会犯很多语法错误,但您先别管它。这一步您要做的就是定义该类要实现的接口。下一步就是运行您的单元测试,修正语法错误(即,编写一个类,使它实现您的测试刚定义的接口),并再次运行测试。重复这一过程,每次仅编写修正故障的代码。运行测试,直到测试全部通过为止。一旦通过全部单元测试,代码也就完成了。

 

        一般而言,类的每个公共方法都应有一个单元测试。但是,功能简单的方法(例如,getter 方法和 setter 方法)不需要单元测试,除非它们以某种特别的方式进行获取和设置。应该遵循下面这条很好的原则:即只要您认为有必要对代码中的某个行为加注,就编写一个单元测试。如果您像其他许多程序员一样不喜欢为代码加注,则单元测试是记录代码行为的一种方法。

 

        将单元测试与被测试的相关类放在同一个包内。这种组织方式使每个单元测试都能访问被测试类中带有 package 或 protected 访问修饰符的方法和引用变量。

 

        在单元测试中避免使用域对象。域对象是特定于某个应用程序的对象。例如,一个电子表格应用程序可能包含一个注册对象;这个注册对象就是一个域对象。如果您有一个已知这些域对象的类,则在测试中完全可以使用这些对象。但是如果您有一个根本不使用这些域对象的类,在测试中就不要将这些对象联系到该类上。应该避免这种情形完全是因为代码重用。为某一项目创建的类经常要用于其他项目。重用这些类可能很简单。但是,如果对重用类的测试中用到了另一个项目的域对象,则使测试能够正常运行这一工作就会相当耗时。通常情况下,这个测试将被删除或重写。

 

        这些机制为您提供很好的帮助,但是如果您不运行这些测试,一套综合的单元测试就变得一文不值。尽早运行测试通常使您在任何时候都对代码充满信心。您将随着项目进展不断添加功能。运行这些测试将会通知您刚刚实现的新功能是否对系统造成了破坏。

 

        在您掌握了编写单元测试的技巧之后,我们再来看看现有代码。为现有代码编写测试可能是个挑战。不要为测试而测试。当您发现有必要对一个未经很好测试(或者根本就没有测试)的类进行修改时,请“随时”编写测试。现在是添加测试的时候了。像往常那样,该类的单元测试应该捕获其每个方法的功能。找出应该进行哪些测试的最容易的方法之一是:查看现有代码中的注释。任何注释都应在单元测试内捕获。将位于方法开头、说明该方法所起作用的注释块翻译为单元测试。

 

如何编写功能测试

        尽管功能测试很重要,但它却没有受到足够的重视。多数项目都有单独的一个组来做功能测试。通常有一大群人不断地与系统交互,以确定系统是否正确工作。这种观念和设置专门的功能测试小组的做法很不明智。

 

        对功能测试的处理与对单元测试的处理不应该有太大的区别。只要您编写的代码用来产生要求用户与之交互的组件(如对话框),就要编写测试,但实际上编写测试要在编写代码之前进行。请与用户一起编写获取用户需求的功能测试。无论何时开始一项新任务,都要在功能测试框架中描述此任务。您的开发工作将继续向前发展,当添加新代码时,请执行单元测试。当所有的单元测试都结束以后,运行最初的功能测试,看看它是否能够通过,或者是否需要修改。

 

        从理论上讲,功能测试小组的概念该消失了。开发人员应与用户共同编写功能测试。在对系统所做的一系列功能测试结束之后,开发组中负责功能测试的成员就应该用初始测试的各种变化形式来轰击系统。

 

单元测试与功能测试的界限

        通常单元测试与功能测试之间并没有明确的界限。老实说,有时我也不清楚这个界限在什么位置。在编写单元测试时,我根据以下原则来确定当前编写的单元测试实际上是否是功能测试:

 

        如果单元测试跨越类边界,则它就可能是功能测试。

 

 

        如果单元测试很脆弱(也就是说,虽然它是一个有效测试,但它必须不断改变以处理不同的用户组合),则它可能是功能测试。

 

 

        如果编写单元测试比编写其所测试的代码更难,则它可能是功能测试。

 

 

        请注意“它可能是功能测试”这一措辞。本文无法提供硬性而快速的规则。单元测试与功能测试中之间有一个界限,但界限的具体位置要由您来确定。您用单元测试用得越熟练,某个特定测试是单元测试还是功能测试的界限就越明显。

 

小结

        单元测试是从开发人员的角度出发编写的,并且关注的是所测试的类的特定方法。当编写单元测试时,请使用以下这些原则:

 

        首先编写单元测试,然后再编写要测试的类代码

 

        在单元测试中捕获代码注释。

 

        测试所有执行“令人感兴趣的”功能(即,不是 getter 和 setter,除非它们以某种独特的方式执行获取和设置操作)的公共方法。

 

        将每个测试实例与它要测试的类放在同一个包内,以获得对包成员和保护成员的访问权。

 

        避免在单元测试中使用特定于域的对象。

 

 

        功能测试是从用户的角度出发编写的,并且关注用户感兴趣的系统行为。找一个优秀的功能测试框架,或者开发一个测试框架,并使用这些功能测试识别用户的真实需求。这样,功能测试人员即可获得一种自动化工具以及使用这一工具的着手点。

 

        使单元测试和功能测试成为您开发过程中的中心环节。如果您这样做了,您将对系统的运行及扩展充满信心。如果您没有这样做,您对系统就没有十足的把握。 测试可能不那么有趣,但在开发过程中进行单元测试和功能测试

 

 

三、单元测试VS功能测试:软件开发中运用

 

单元测试告诉开发人员我们的代码正确执行了(Doing things right),功能测试告诉开发人员我们的代码执行了正确的需求(Doing the right things)。
 
  单元测试
 
  单元测试一般是从一个开发人员的角度来写的,他们要保证自己的代码被正确(像自己预期的那样)执行了,每一个测试都证实了我们的方法在接受某一个输入的时候按照我们预期的那样执行了。
 
  没有一个良好的平台就想写出一系列的可控的自动化单元测试无异于痴人说梦。当然在你选择使用某一个测试平台的时候,最好首先征得项目组人员的同意。你将会长时间使用这个工具,而且你也会逐渐喜欢上这个工具。在关于极限编程的站点有一些比较适合的软件可以使用,我最喜欢的是用于java测试的JUnit(还用用于C#的NUnit以及用于Javascrīpt的JSUnit等工具,译者注)。
 
  功能测试
 
  功能测试是从一个客户的角度来看待问题的,它是用来检验我们的系统是否按照客户预期的那样来运行。
 
  其实很多时候我们会发现一个系统的开发其实就想建一幢房子,虽然这种类比并不是很恰当,但是我们可以用这个来帮助我们来理解单元测试和功能测试,单元测试就像一个建筑物质检人员,他更关心的是这个建筑五更加内在的东西:根基,取景,电力供应,以及一些对用户有害物质(比如氡)的含量等等,他需要确保这间房子可以给人居住并且是安全的,也就是他需要接触建筑物的本质部分。功能测试就是设想一下这间房屋的主人也来到这里之后,他首先确定这间房子已经是合格的了,因为质检员已经帮他解决了这个后顾之忧了,设想这个房子应该是什么样子的自己会比较满意,他会设想自己在这间房子中怎么生活才会比较舒适,这间房子应该多大才合适,房子看起来是不是很舒服,房子是不是比较适合家庭的一些特殊需要,窗户的位置是不是合适采光等等这些问题。总之我们要从客户的角度来考虑问题,这就是作为功能测试所需要做的。
 
  像单元测试一样,我们也需要一个良好的平台来来支持自动化的功能测试,但是这次JUnit就不行了,JUnit不适合用来做功能测试。现在有一些工具可以用来做功能测试,但是这些工具都不是适用于所有的产品开发,所以当你找不到合适的工具的时候,还是自己开发一个比较好。
 
  不管我们在做项目时候做的多么好,不管我们的产品是多么的优秀,如果我们的产品没有用(在实际生活中的应用或者用户需求),我们就只是在浪费我们自己的时间,也正因为如此,功能测试显得如此的重要。
 
  因为测试是这么的重要,所以我们需要一个指导方针之类的东西来完成测试。

 

 

 

 

 

 

 

延伸阅读

文章来源于领测软件测试网 https://www.ltesting.net/

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