没有单元测试，何谈重构
最近科技公司流年不利，那边与整个硅谷唱反调的川普逆袭上台了，这边特斯拉被评为美国最不可靠汽车品牌，据报道是因为特斯拉为Model X增加了过于复杂的功能（高科技多也怪我咯），如前门采用电动开启方式，中排座椅实现了电动移动，所有这些功能整合在一个平台上，导致可靠性下滑。通俗解释下就是电动门有个小bug，电动座椅又有个小bug，一堆小bug最终导致的大bug，人命关天了，本篇就来谈谈软件开发中避免小bug的技术：单元测试。
本文将介绍以下内容：
- iOS开发中添加单元测试的方法。
- 如何写单元测试用例及用例组。
- 介绍单元测试的一些基础概念。
本篇作为重构的例子（想了解重构是什么，另参见他们总在说重构，不过是重写 ），假设了一个视频网站的电影点播系统，每次点击播放就会收取费用，按电影种类不同，时段不同，则收费不同，最终计算出顾客的总消费，并计算积分。这个例子的类关系比较清晰易懂，用OC语言实现，iOS开发的童鞋看起来会比较亲切，心急的童鞋可以跳过源码部分，先看后面添加单元测试的部分准备测试工具，需要了解细节时再回头看源码。
系统包含一个<u>电影类</u>，<u>顾客类</u>，及<u>点播类</u>，类关系如下图所示：
类关系图.png
<u>电影类</u>
//
// Movie.h
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
typedef NS_ENUM(NSUInteger, MovieEnum) {
MovieEnumChildrens = 2,
MovieEnumRegular = 0,
MovieEnumNewRelease = 1
};
@class Movie;
@interface Movie : NSObject
@property(nonatomic, copy) NSString *title;
@property(nonatomic) int priceCode;
- (id)initWithTitle:(NSString *)title
priceCode:(int)priceCode;
@end
//
// Movie.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Movie.h"
@implementation Movie
- (id)initWithTitle:(NSString *)title
priceCode:(int)priceCode {
self = [super init];
if (self) {
_title = title;
_priceCode = priceCode;
}
return self;
}
@end
<u>点播类</u>：
点播类定义了点播行为，关心点播了什么电影，及点播的时段，这些都影响最终收取的费用。
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// Demand.h
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef NS_ENUM(NSUInteger, TimePeriodEnum) {
TimePeriodEnumWorkDaytime = 1,
TimePeriodEnumWorkNight = 2,
TimePeriodEnumWeekend = 3
};
@class Movie;
@interface Demand : NSObject
@property(nonatomic) Movie *movie;
@property(nonatomic, assign) int timePeriod;
- (id)initWithMovie:(Movie *)movie
timePeriod:(TimePeriodEnum)timePeriod;
@end
//
// Demand.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Demand.h"
#import "Movie.h"
@implementation Demand
- (id)initWithMovie:(Movie *)movie
timePeriod:(TimePeriodEnum)timePeriod {
self = [super init];
if (self) {
_movie = movie;
_timePeriod = timePeriod;
}
return self;
}
@end
<u>顾客类</u>
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// Customer.h
// RefactorDemo
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// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
@class Demand;
@interface Customer : NSObject
- (id)initCustomerWithName:(NSString *)name;
- (void)addDemand:(Demand *)demand;
- (NSString *)statement;
@end
//
// Customer.m
// RefactorDemo
//
// Created by xishi on 16/10/29.
// Copyright © 2016年 xs. All rights reserved.
//
#import "Customer.h"
#import "Demand.h"
#import "Movie.h"
@interface Customer () {
NSString *_name;
NSMutableArray *_demands;
}
@end
@implementation Customer
- (id)initCustomerWithName:(NSString *)name {
self = [super init];
if (self) {
_name = name;
}
return self;
}
- (void)addDemand:(Demand *)demand {
if (!_demands) {
_demands = [[NSMutableArray alloc] init];
}
[_demands addObject:demand];
}
- (NSString *)statement {
double totalAmount = 0;
int frequentDemandPotnts = 0;
NSMutableString *result = [NSMutableString stringWithFormat:@"%@的点播清单\\\\n", _name];
for (Demand *aDemand in _demands) {
double thisAmount = 0;
// 根据不同电影定价：
switch (aDemand.movie.priceCode) {
case MovieEnumRegular:
thisAmount += 2; // 普通电影2元一次
break;
case MovieEnumNewRelease:
thisAmount += 3; // 新电影3元一次
break;
case MovieEnumChildrens:
thisAmount += 1.5; // 儿童电影1.5元一次
}
// 根据不同时段定价：
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWorkDaytime)
thisAmount *= 1.0; // 工作日全价
else
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWeekend) {
thisAmount *= 0.5; // 周末半价
}
else
if (aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWorkNight){
thisAmount *= 1.5; // 下班1.5倍
}
frequentDemandPotnts++;
// 周末点播新片积分翻倍：
if ((aDemand.movie.priceCode == MovieEnumNewRelease) &&
aDemand.timePeriod == TimePeriodEnumWeekend) {
frequentDemandPotnts++;
}
[result appendFormat:@"\\\\t%@\\\\t%@ 元\\\\n", aDemand.movie.title, @(thisAmount)];
totalAmount += thisAmount;
}
[result appendFormat:@"费用总计 %@ 元\\\\n", @(totalAmount).stringValue];
[result appendFormat:@"获得积分 %@", @(frequentDemandPotnts).stringValue];
return result;
}
@end
<p id="jump"></p>
准备测试工具
这里选用的是XCTest，它是Xcode8中内置的测试框架，使用起来非常简单，分以下两种情况为项目添加测试：
1. 新建工程时添加单元测试：
新建时添加单元测试
2.为已有工程添加单元测试
Xcode8中添加的步骤与前几代有所不同:
添加Target
用关键词test快速找到Unit Testing bundle
添加好单元测试后的工程结构
添加第一个测试
第一个测试是很重要的，它决定了我们后面测试的思路和方向，这里以需要什么测什么为指导原则，从结果出发，所以先来看下基本的点播需求：
工作日点播一部普通影片，收费2元，积一分。
根据以上需求描述，我们在RefactorDemoTests.m添加测试方法：
- (void)testStatement_Regular {
Movie *matrixMovie1 = [[Movie alloc] initWithTitle:@"黑客帝国1"
priceCode:MovieEnumRegular];
Demand *aDemand1 = [[Demand alloc] initWithMovie:matrixMovie1
timePeriod:TimePeriodEnumWorkDaytime];
// 顾客租赁一部：
Customer *aCustomer = [[Customer alloc] initCustomerWithName:@"溪石"];
[aCustomer addDemand:aDemand1];
XCTAssertTrue([@"溪石的点播清单\\\\n"
@"\\\\t黑客帝国1\\\\t2 元\\\\n"
@"费用总计 2 元\\\\n"
@"获得积分 1"
isEqualToString:[aCustomer statement]],
@"测试点播一部普通电影");
}
这个测试用例中，顾客“溪石”点播了一部老片《黑客帝国1》，由于是工作日，因此按原价收取，并积1分，详细细节看Cutomer类源码中的方法statement()。
按快捷键⌘U，运行测试，发现测试报错了：
第一次运行测试报错了
仔细检查发现，statment()的实现中，总价与单位没有空一格，斟酌后觉得还是空一格比较清晰，于是修改后，再次按快捷键⌘U运行测试，测试通过：
测试通过了
在单元测试中，绿色表示测试通过，红色表示测试失败，已经成为业界标准，XCTest遵循了这一规则。
测试用例组
通过第一个例子，我们知道了测试用例总是以test开头，作为约定俗成，凡是test开头的方法，都会被XCTest框架自动运行，下面我们添加对周末点播优惠的测试：
- (void)testStatement_Weekend {
Movie *matrixMovie2 = [[Movie alloc] initWithTitle:@"黑客帝国2-重装上阵"
priceCode:MovieEnumRegular];
Demand *aDemand2 = [[Demand alloc] initWithMovie:matrixMovie2
timePeriod:TimePeriodEnumWeekend];
Customer *aCustomer = [[Customer alloc] initCustomerWithName:@"溪石"];
[aCustomer addDemand:aDemand2];
XCTAssertTrue([@"溪石的点播清单\\\\n"
@"\\\\t黑客帝国2-重装上阵\\\\t1 元\\\\n"
@"费用总计 1 元\\\\n"
@"获得积分 1"
isEqualToString:[aCustomer statement]],
@"测试点播一部普通电影，周末半价");
}
这个测试用例除了电影名称不一样外，只是将点播时段由工作日改为了周末，以此判断计算规则是否正确。
这时，我们已经有两个测试用例了，为了加快测试速度，打开Xcode左侧第5项的测试导航面板，可以单独指定一个用例运行，注意图中标记处的图标变化：
单独运行一个测试用例
如此，我们可以将statement需要考虑的返回情况都写成一个个都测试用例（这里就不一一列举了，童鞋们可以自行实现，有问题可以评论中提出，虽然我不一定会回答），可以确保报表算法满足全部需求。
单元测试和功能测试的差别
功能测试的目的是保证整个软件包能正常工作，它面向的对象是客户，保障软件功能符合客户的要求的质量，当然这类工作应该交由喜爱找bug的专业测试部门去处理，他们会用与开发截然不同的工具，并且不关心实现的细节（这就是你与测试人员老是话不投机的原因）。
而单元测试关注实现的细节，它的目标对象是一个类，一个方法，是我们开发人员用来验证代码是否有实现异常的工具，因此写单元测试时总是寻找那些可能未处理的边界。
测试循环
从上面的简单用例中，我们能明显看到以下通用步骤：
- 准备测试数据。
- 调用目标API
- 验证输出和行为
测试循环
小结
本文通过一个电影点播系统的例子，演示了以下内容：
- iOS开发中添加单元测试框架XCTest。
- 用test方法组织单元测试用例及用例组，即可统一运行，也可单独运行。
- 介绍单元测试的一些基础概念，了解单元测试的目标，及测试循环。
这些是将来进一步的重构的基础和前提，限于篇幅，仿造对象等单元测试技术还未提及，欢迎关注溪石，且听下回分解。
