變異測試：如何利用故障？

作者：Alex Bunardzic 2019-10-21 09:52:51

本文探討了在構(gòu)建包含某些依賴項的解決方案時使用 DevOps 的好方法。

使用事先設(shè)計好的故障以確保你的代碼達到預(yù)期的結(jié)果，并遵循 .NET xUnit.net 測試框架來進行測試。

在變異測試是 TDD 的演變一文中，我談到了迭代的力量。在可度量的測試中，迭代能夠保證找到問題的解決方案。在那篇文章中，我們討論了迭代法幫助確定實現(xiàn)計算給定數(shù)字平方根的代碼。

我還演示了最有效的方法是找到可衡量的目標(biāo)或測試，然后以最佳猜測值開始迭代。正如所預(yù)期的，第一次測試通常會失敗。因此，必須根據(jù)可衡量的目標(biāo)或測試對失敗的代碼進行完善。根據(jù)運行結(jié)果，對測試值進行驗證或進一步加以完善。

在此模型中，學(xué)習(xí)獲得解決方案的唯一方法是反復(fù)失敗。這聽起來有悖常理，但它確實有效。

按照這種分析，本文探討了在構(gòu)建包含某些依賴項的解決方案時使用 DevOps 的好方法。第一步是編寫一個預(yù)期結(jié)果失敗的用例。

依賴性問題是你不能依賴它們

正如邁克爾·尼加德Michael Nygard在《沒有終結(jié)狀態(tài)的架構(gòu)》中機智的表示的那樣，依賴問題是一個很大的話題，最好留到另一篇文章中討論。在這里，你將會看到依賴項給項目帶來的一些潛在問題，以及如何利用測試驅(qū)動開發(fā)（TDD）來避免這些陷阱。

首先，找到現(xiàn)實生活中的一個挑戰(zhàn)，然后看看如何使用 TDD 解決它。

誰把貓放出來？

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一只貓站在屋頂

在敏捷開發(fā)環(huán)境中，通過定義期望結(jié)果開始構(gòu)建解決方案會很有幫助。通常，在用戶故事user story 中描述期望結(jié)果：

我想使用我的家庭自動化系統(tǒng)（HAS）來控制貓何時可以出門，因為我想保證它在夜間的安全。

現(xiàn)在你已經(jīng)有了一個用戶故事，你需要通過提供一些功能要求（即指定驗收標(biāo)準(zhǔn)）來對其進行詳細(xì)說明。從偽代碼中描述的最簡單的場景開始：

場景 1：在夜間關(guān)閉貓門

用時鐘監(jiān)測到了晚上的時間

時鐘通知 HAS 系統(tǒng)

HAS 關(guān)閉支持物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的貓門

分解系統(tǒng)

開始構(gòu)建之前，你需要將正在構(gòu)建的系統(tǒng)（HAS）進行分解（分解為依賴項）。你必須要做的第一件事是識別任何依賴項（如果幸運的話，你的系統(tǒng)沒有依賴項，這將會更容易，但是，這樣的系統(tǒng)可以說不是非常有用）。

從上面的簡單場景中，你可以看到所需的業(yè)務(wù)成果（自動控制貓門）取決于對夜間情況監(jiān)測。這種依賴性取決于時鐘。但是時鐘是無法區(qū)分白天和夜晚的。需要你來提供這種邏輯。

正在構(gòu)建的系統(tǒng)中的另一個依賴項是能夠自動訪問貓門并啟用或關(guān)閉它。該依賴項很可能取決于具有 IoT 功能的貓門提供的 API。

依賴管理面臨快速失敗

為了滿足依賴項，我們將構(gòu)建確定當(dāng)前時間是白天還是晚上的邏輯。本著 TDD 的精神，我們將從一個小小的失敗開始。

有關(guān)如何設(shè)置此練習(xí)所需的開發(fā)環(huán)境和腳手架的詳細(xì)說明，請參閱我的上一篇文章。我們將重用相同的 NET 環(huán)境和 xUnit.net 框架。

接下來，創(chuàng)建一個名為 HAS（“家庭自動化系統(tǒng)”）的新項目，創(chuàng)建一個名為 UnitTest1.cs 的文件。在該文件中，編寫第一個失敗的單元測試。在此單元測試中，描述你的期望結(jié)果。例如，當(dāng)系統(tǒng)運行時，如果時間是晚上 7 點，負(fù)責(zé)確定是白天還是夜晚的組件將返回值 Nighttime。

這是描述期望值的單元測試：

using System;
using Xunit;
 
namespace unittest
{
   public class UnitTest1
   {
       DayOrNightUtility dayOrNightUtility = new DayOrNightUtility();
 
       [Fact]
       public void Given7pmReturnNighttime()
       {
           var expected = "Nighttime";
           var actual = dayOrNightUtility.GetDayOrNight();
           Assert.Equal(expected, actual);
       }
   }
}

至此，你可能已經(jīng)熟悉了單元測試的結(jié)構(gòu)。快速復(fù)習(xí)一下：在此示例中，通過給單元測試一個描述性名稱Given7pmReturnNighttime 來描述期望結(jié)果。然后，在單元測試的主體中，創(chuàng)建一個名為 expected 的變量，并為該變量指定期望值（在該示例中，值為 Nighttime）。然后，為實際值指定一個 actual（在組件或服務(wù)處理一天中的時間之后可用）。

最后，通過斷言期望值和實際值是否相等來檢查是否滿足期望結(jié)果：Assert.Equal(expected, actual)。

你還可以在上面的列表中看到名為 dayOrNightUtility 的組件或服務(wù)。該模塊能夠接收消息GetDayOrNight，并且返回 string 類型的值。

同樣，本著 TDD 的精神，描述的組件或服務(wù)還尚未構(gòu)建（僅為了后面說明在此進行描述）。構(gòu)建這些是由所描述的期望結(jié)果來驅(qū)動的。

在 app 文件夾中創(chuàng)建一個新文件，并將其命名為 DayOrNightUtility.cs。將以下 C＃代碼添加到該文件中并保存：

using System;
 
namespace app {
   public class DayOrNightUtility {
       public string GetDayOrNight() {
           string dayOrNight = "Undetermined";
           return dayOrNight;
       }
   }
}

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到命令行，將目錄更改為 unittests 文件夾，然后運行：

[Xunit.net 00:00:02.33] unittest.UnitTest1.Given7pmReturnNighttime [FAIL]
Failed unittest.UnitTest1.Given7pmReturnNighttime
[...]

恭喜，你已經(jīng)完成了第一個失敗的單元測試。單元測試的期望結(jié)果是 DayOrNightUtility 方法返回字符串 Nighttime，但相反，它返回是 Undetermined。

修復(fù)失敗的單元測試

修復(fù)失敗的測試的一種快速而粗略的方法是將值 Undetermined 替換為值 Nighttime 并保存更改：

using System;
 
namespace app {
   public class DayOrNightUtility {
       public string GetDayOrNight() {
           string dayOrNight = "Nighttime";
           return dayOrNight;
       }
   }
}

現(xiàn)在運行，成功了。

Starting test execution, please wait...
 
Total tests: 1. Passed: 1. Failed: 0. Skipped: 0.
Test Run Successful.
Test execution time: 2.6470 Seconds

但是，對值進行硬編碼基本上是在作弊，最好為 DayOrNightUtility 方法賦予一些智能。修改 GetDayOrNight 方法以包括一些時間計算邏輯：

public string GetDayOrNight() {
    string dayOrNight = "Daylight";
    DateTime time = new DateTime();
    if(time.Hour < 7) {
        dayOrNight = "Nighttime";
    }
    return dayOrNight;
}

該方法現(xiàn)在從系統(tǒng)獲取當(dāng)前時間，并與 Hour 比較，查看其是否小于上午 7 點。如果小于，則處理邏輯將 dayOrNight 字符串值從 Daylight 轉(zhuǎn)換為 Nighttime。現(xiàn)在，單元測試通過。

測試驅(qū)動解決方案的開始

現(xiàn)在，我們已經(jīng)開始了基本的單元測試，并為我們的時間依賴項提供了可行的解決方案。后面還有更多的測試案例需要執(zhí)行。

在下一篇文章中，我將演示如何對白天時間進行測試以及如何在整個過程中利用故障。

責(zé)任編輯：龐桂玉來源： Linux中國

變異測試單元測試