使用 pytest 进行测试

Posted on by 逸飞

编写优质测试的前提

天字第一条：首先要明确最小单元，以及单元的功能点都有哪些。如果在写代码之前都没有明确功能有哪些，或者编写功能已经跑偏了，那么测试究竟测些什么呢？

第二点：首先确定解决方案能够解决问题，然后再写测试，否则是徒劳的。

编写测试的基本原则

  • 每一个测试单元必须是完全独立的。每一个必须能够独立运行以及在其他的测试组中运行，不管他们的顺序如何。加载和清空数据应该使用 setup() 和 teardown() 方法
  • sans-io。也就是把逻辑和 IO 分开来，这样在测试的时候方便指定输入，以及捕获输出。
  • 尽量让测试跑的快一点。如果一个测试在几毫秒之内跑不完的话，开发就会慢下来，以至于没有人再去跑这些测试了。如果实在有很花时间的测试，把他们单独放在一起定期执行。
  • 如果你正在开发某样东西的过程中被打断的话，可以写一个测试，这样当你回过头来的时候还能很快想起来需要做什么。
  • 使用有描述性的长名字。实际代码中你可能使用 square() 这样的名字，但是在测试用你要用 test_square_of_number_2 这样的名字。
  • 测试代码的另一个用途是作为新手的介绍。让别人来看你的代码的时候，看看测试就知道他是干什么的了。

如何测试包含 IO 的函数

  1. 使用依赖注入
  2. 把 IO 操作放在单独的地方，在测试的时候 mock 这个类或者方法
  3. 搭建一个测试用的数据库等服务器

IO 依赖主要包括依赖文件和外部数据库。对于依赖文件名作为参数的函数，甚至可以认为是一个非常差的实践。而且根据单一职责原则，一个方法也不应该做两件事，要么做计算，要么做 IO, 而接受文件名作为参数就隐含了既要负责打开文件，又要负责处理文件中的数据。但是不用文件名的话，有时候对于用户来说又不是很方便。

虽然使用 mock 的方式可能会提高速度或者更方便一些，但是这样的话又和实际生产环境的差异可能过大，而且 mock 库也不是那么好找的。

编写测试的思路

从软件可靠性的角度，测试当然是越完备越好，但是不是每一个软件都是核弹控制器，还是要根据实际情况折中一下。

追求功能测试

只需要按照功能点，把正常和常见的异常情况测试一下就好了。重点还是要先明确功能点有哪些。

追求 100% 覆盖度

按照代码逻辑分支测试，把代码的每一个分支的

  1. 入口参数是什么
  2. 出口参数是什么
  3. 副作用是什么
  4. 产生的异常是什么

都测试到。

工具选择

Python 常用的测试工具有三种：

  1. unittest
  2. nose[2]
  3. pytest

其中 unittest 完全是从 JUnit 移植过来的，用起来稍微有些别扭。nose 和 pytest 相比的话，网友大多推荐 pytest。详细的比较可以见参考文档。

pytest

和传统的 unittest 中复杂的 assertEqual 等语句不同的是，pytest 中只需要简单地写 assert 语句就行了。

命令行选项

  • pytest some_mod.py 运行某个文件中的中的测试
  • pytest tests/ 运行某个目录中的测试
  • pytest -x 在第一个错误的地方结束
  • pytest --pdb，当出现异常的时候，打开 pdb
     
    测试函数使用 test_开头，pytest 默认会查找当前目录中的 test_ 开头或者 _test 结尾的文件中的测试并运行。使用 assert 来验证语句。

测试某个异常抛出：

import pytest
def f():
    raise SystemExit(1)
 
def test_mytest():
    with pytest.raises(SystemExit):
        f()

执行顺序

如果在一个文件中定义了多个测试函数，那么 pytest 将按照函数定义的顺序执行。

setup 和 teardown

setup 和 teardown 用来在测试开始前加载资源，并在测试结束后卸载资源。

  1. 可以在文件中定义 setup_module 和 teardown_module 中
  2. 可以在类中定义 setup_class 和 teardown_class 中定义加载和卸载方法。

mock 和 patch

如何测试一个 while True 循环

如果真的是一个无限循环，那么是没法测试的，不过：

  1. 把 True 改成一个条件，在测试的时候 mock 一下
  2. 把循环内部改成一个函数，然后测试这个函数
  3. 找到循环运行时候的副作用（比如写了文件），新开一个线程中运行这个循环，然后测试副作用

其中的第一个是比较好做的，对代码的侵入性也最小。具体可以这样做：

class Foo(object):
    RUNNING = 1  # sentinel value

    def start(self):
        while self.RUNNING:
            do_something_useful()

然后在测试中：

foo = Foo()
type(foo).RUNNING =  PropertyMock(side_effect=[1, 0])

Python 中的其他测试工具

unittest

import unittest

def fun(x):
    return x + 1

class MyTest(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        # bootstrapping
    def tearDown(self):
        #clean up
    def test(self):
        self.assertEqual(fun(3), 4)

Unittest 中的 assert 方法：

| 方法 | 含义 |
| ————————- | ——————– |
| assertEqual(a, b) | a == b |
| assertNotEqual(a, b) | a != b |
| assertTrue(x) | bool(x) is True |
| assertFalse(x) | bool(x) is False |
| assertIs(a, b) | a is b |
| assertIsNot(a, b) | a is not b |
| assertIsNone(x) | x is None |
| assertIsNotNone(x) | x is not None |
| assertIn(a, b) | a in b |
| assertNotIn(a, b) | a not in b |
| assertIsInstance(a, b) | isinstance(a, b) |
| assertNotIsInstance(a, b) | not isinstance(a, b) |

save it as fun_test.py and run it by:

python -m unittest fun_test

Note: only method starts with test is run by unittest module

unittest 这个库没有按照 PEP8 来，看着就不爽

doctest

"""
>>> print 'hello'
hello
"""

doctest.testmod()

doctest.testmod(verbose=True) or python module.py -v

Notes on testing classes

  • If it’s testing the class as a whole, I’d put them in the class’ docstring.
  • If it’s testing the constructor, I’d put them in the constructor’s docstring.
  • If it’s testing a method (as it seems to be in this case), I’d actually put it them in that method’s docstring.

需要转义 \n

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参考文档

  1. https://www.reddit.com/r/Python/comments/50nqlp/isnosestillrelevanthowaboutunittest/
  2. https://agopian.info/presentations/201506djangocon_europe/?full#pythonic
  3. http://docs.python-guide.org/en/latest/writing/tests/
  4. https://realpython.com/python-testing/
  5. https://pytest-benchmark.readthedocs.io/en/latest/
  6. https://medium.com/@yeraydiazdiaz/what-the-mock-cheatsheet-mocking-in-python-6a71db997832
  7. https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/151360/how-to-unit-test-with-lots-of-io
  8. https://stackoverflow.com/questions/16541571/unit-testing-methods-with-file-io
  9. https://matthias-endler.de/2018/go-io-testing/
  10. https://dzone.com/articles/unit-testing-file-io
  11. https://www.quora.com/How-do-we-test-while-true-loop-using-the-Python-unittest
  12. http://oldhammade.net/blog/2016/06/15/unittestinginfinitewhileloopsinpython.html

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