python基础教程总结14——测试

时间:2021-08-16 18:41:53

1. 先测试,后编码

  对程序的各个部分建立测试也是非常重要的(这也称为单元测试)。测试驱动编程:Test-driven programming

1)精确的需求说明:

  程序设计的理念是以编写测试程序开始,然后编写可通过测试的程序。测试程序就是你的需求说明,它帮助你在开发程序时不偏离需求
举例:编写一个模块,其中包括一个使用给定的宽和高计算长方形面积的函数。在开始编码前,首先要编写一个单元测试,其中包括带有几个答案已经清楚的例子:

 1 from area import rect_area
 2 
 3 height = 3
 4 width =4
 5 correct_answer = 12
 6 answer = rect_area(height, width)
 7 if answer == correct_answer:
 8     print 'Test passed'
 9 else:
10     print 'Test failed'

 

2)为改变而计划:

  自动化测试除了在编写程序上给予巨大帮助外,还可以避免在实施修改时增加错误

  代码覆盖度——coverage是测试知识中重要的部分。在运行测试的时候,有可能并没有运行代码的全部,即使在理想情况下也是这样(理想的情况应该是运行程序的所有可能状态,使用所有可能的输入,但是这不太可能)。优秀的测试程序组的目标之一是拥有良好的覆盖度,实现这个目标的方法之一是使用覆盖度工具,它可以衡量在测试过程中实际运行的代码的百分比。目前还没有可用的标准化覆盖度工具,搜索“Python测试覆盖度”会找到一个些可用的工具。其中一个是trace.py程序

 

3)测试的4步:

  A:指出需要的新特性。可以先记录下来,然后为其编写一个测试
  B:编写特性的概要代码,这样程序就可以运行而没有任何语法等方面的错误,但是测试会失败。看到测试失败是很重要的,这样就能确定测试可以失败。如果测试代码中出现    了错误,那么就有可能不管出现任何情况,测试都会成功,这样等于没测试任何东西。再强调一遍:在试图让测试成功前,先要看到它失败
  C:为特性的概要编写虚设代码(dummy code),能满足测试要求就行。不用准确地实现功能,只要保证测试可以通过即可。这样一来就可以保证在开发的时候总是通过测试了    (除了第一次运行测试的时候),甚至在最初实现功能时亦是如此
  D:现在重写(或者重构,Refactor)代码,这样它就会做自己应该做的事,从而保证测试一直重构
  

2. 测试工具

  标准库中的模块可以帮助我们自动完成测试过程:
     unitest:通用测试框架
     doctest:简单一些的模块,是检查文档用的,但是对于编写单元测试也很在行

1) doctest:交互式解释器的会话可以是将文档字符串(docstring)写入文档的一种有用的形式。假如,假设我编写了一个求数字的平方的函数,并且在它的文档字符串中添加了一个例子:

 1 def square(x):
 2     '''
 3     Squares a number and returns the result.
 4 
 5     >>> square(2)
 6     4
 7     >>> square(3)
 8     9
 9     '''
10     return x*x

文档字符串中也包括了一些文本。这和测试又有什么关系?假设square函数定义在my_math模块(也就是叫做my_math.py的文件)中。之后就可以在底部增加下面的代码:

 1 def square(x):
 2     '''
 3     Squares a number and returns the result.
 4 
 5     >>> square(2)
 6     4
 7     >>> square(3)
 8     9
 9     '''
10     return x*x
11 
12 if __name__ == '__main__':
13     import doctest.my_math
14     doctest.testmod(my_math)

  doctest.testmod函数从一个模块读取所有文档字符串,找出所有看起来像是在交互式解释器中输入的例子的文本,之后检查例子是否符合实例要求(如果想实践“先测试,后编码”的编程方式,unittest框架是更好的选择)

  为了获得更多输入,可以为脚本设定-v(意为verbose,即详述)选项开关:$ python my_math.py -v

 

2)unittest:doctest简单易用,unittest(基于Java的流行测试框架JUnit)则更灵活和强大。  

  假设要写模块my_math,其中包括计算乘积的函数product。从哪开始呢?对于测试来说,当然(位于文件test_my_math.py中)是使用unittest模块中的TestCase类

 

 1 #使用unittest框架的简单测试
 2 import unittest, my_math
 3 
 4 class ProductTestCase(unittest.TestCase):
 5 
 6     def testIntegers(self):
 7         for x in range(-10,10):
 8             for y in range(-10,10):
 9                 p = my_math.product(x,y)
10                 self.failUnless(p == x*y, 'Tnteger multiplication failed')
11 
12 
13     def testFloats(self):
14         for x in range(-10,10):
15             for y in range(-10,10):
16                 x = x/10.0
17                 y = y/10.0
18                 p = my_math.product(x,y)
19             self.failUnless(p == x*y, 'Float multiplication failed')
20 
21 #unittest.main函数负责运行测试,它会实例化所有TestCase的子类,运行所有名字以test开头的方法
22 if __name__ == '__main__' : unitteset.main()

  如果定义了叫做startUp和tearDown的方法,它们就会在运行每个测试方法之前和之后执行,这样就可以用这些方法为所有测试提供一般的初始化和清理代码,这被称为测试夹具(test fixture)
python基础教程总结14——测试

 

3:单元测试以外的东西:
  源代码检查和分析:源代码检查是一种寻找代码中普通错误或者问题的方法(有点像编译器处理静态语言,但远不如此)。分析则是查明程序到底跑多快的方法。之所以按照这个顺序讨论这章的主题,是因为黄金法则“使其工作、使其更好、使其更快”的缘故。单元测试可以让程序可以工作,源代码检查可以让程序更好,最后,分析会让程序更快。

1)使用PyChecker和PyLint检查源代码

2)分析:试图让代码提速前,有个非常重要的规则需要注意(以及KISS原则,Keep It Small and Simple,即让它小且简单,或者YAGNI原则,You Ain't Gonna Need It,即并不需要它)——不成熟的优化是万恶之源
  拿Unix的发明人之一Ken Thompson的话说就是“拿不准的时候,就穷举”。换句话说,如果不是特别需要的话,就不要在精巧的算法或者漂亮的优化技巧上有过多的担心。如果程序已经够快了,那么干净、简单并且易懂的代码的价值比稍微快一点的程序要高得多。

  如果必须进行优化的话,那么绝对应该再做其他事情之前对其进行分析(profile)。这是因为很难估计到瓶颈在哪里,除非你的程序非常简单。标准库中已经包含了一个叫做profile的分析模块(还有个更快的嵌入式C语言版本,叫hotshot)。使用分析程序非常简单,是要使用字符串参数调用它的run方法就行了

>>> import profile
>>> from my_math import product
>>> profile.run('product(1,2)')

  这样做会打印出信息,其中包括各个函数和方法调用的次数,以及每个函数所花费的时间。如果提供了文件名,比如'my_math.profile'作为第二个参数来运行,那么结果就会保存到文件中。可在之后使用pastats模块检查分析结果:

>>> import pstats
>>> p = pstats.Stats('my_math.profile')

标准库中还包含一个名为timeit的模块,它是测试python小代码段运行时间的简单方法
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