2022-12-12 21:32 已编辑北京信息职业技术学院 Java 发布于江苏

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Java 菜鸟入门 | Junit 单元测试指南

何为测试

在计算机领域中，所谓测试，描述的是一种用来鉴定软件正确性、完整性和质量的过程。而软件测试又一般可以分为黑盒测试和白盒测试，两者的相关定义如下。

黑盒测试

黑盒测试（black-box testing），也称黑箱测试，是软件测试方法，测试应用程序的功能，而不是其内部结构或运作。测试者不需具备应用程序的代码、内部结构和编程语言的专门知识。测试者只需知道什么是系统应该做的事，即当键入一个特定的输入，可得到一定的输出。测试案例是依应用系统应该做的功能，照规范、规格或要求等设计。测试者选择有效输入和无效输入来验证是否正确的输出。

黑盒测试方法可适合大部分的软件测试，例如集成测试（integration testing）以及系统测试（system testing）。

白盒测试

白盒测试（white-box testing），又称透明盒测试 glass box testing、结构测试 structural testing 等）是一个测试软件的方法，测试应用程序的内部结构或运作，而不是测试应用程序的功能（即黑盒测试）。在白盒测试时，以编程语言的角度来设计测试案例。测试者输入资料验证资料流在程序中的流动路径，并确定适当的输出，类似测试电路中的节点。

白盒测试可以应用于单元测试（unit testing）、集成测试（integration testing）和系统的软件测试流程，可测试在集成过程中每一单元之间的路径，或者主系统跟子系统中的测试。尽管这种测试的方法可以发现许多的错误或问题，它可能无法检测未使用部分的规范。

介绍一下黑白盒测试，主要是为了大家有一个概念，明白两者之间的区别，关于更多测试的内容，这里就不展开讲了，毕竟我们的重点是 JUnit。

JUnit 简介

什么是 JUnit

官网：https://junit.org/

JUnit 是一个编写可重复测试的简单框架，是单元测试框架 xUnit 的一个实例，属于白盒测试。

针对 Java 语言而言，程序中最小的功能单元是方法，因此，对 Java 程序进行单元测试就是针对单个 Java 方法的测试。

在我们简单的小程序中，平常测试使用的方法是在主类中创建对象，然后调用对应方法。但是这样一来存在两个缺点：

不能将测试代码和业务代码分离；
未打印出测试结果和期望结果；

因此此时我们就需要一种新的测试框架来帮助我们编写测试，而 JUnit 则是专门针对 Java 而设计的一种标准单元测试框架。作为一个 Java 开发者，学习 JUnit 来进行测试是必备技能。

如何安装 JUnit

本地安装

对于这种方法，我们只需要去下载 JUnit 最新的包，当前有 Junit4 和 Junit5 两个版本，可以根据自己的需要进行选择然后导入我们 IDE 的依赖文件即可，依赖文件下载地址如下：

JUnit4：https://github.com/junit-team/junit4/releases/

JUnit5：https://github.com/junit-team/junit5/releases/

以 IDEA 为例，依次打开 File -> Project Structure -> Project Settings -> Modules -> Dependencies -> 点击 + -> Library... -> Java，最后找到下载的 JUnit 文件即可；

Maven 安装

当使用 Maven 之后，我们就能十分简单地安装 JUnit 了，只需要在项目的 pom.xml 配置文件中导入依赖即可；

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.13</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

使用 Junit 进行单元测试

首先我们需要有一个主类，然后基于改类来进行测试，这里我们以简单的运算器为例；

创建一个简易计算机类 Calc，然后包括加法 add 和减法 sub 两个方法；

package com.cunyu;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Calc
 * @date : 2021/3/30 10:04
 * @description : 简易计算器
 */

public class Calc {
    /**
     * @param num1 加数
     * @param num2 加数
     * @return 两数之和
     * @description 加法
     * @date 2021/3/30 10:04
     * @author cunyu
     * @version 1.0
     */
    public int add(int num1, int num2) {
        return num1 + num2;
    }

    /**
     * @param num1 减数
     * @param num2 被减数
     * @return 两数之差
     * @description 两数之差
     * @date 2021/3/30 10:11
     * @author cunyu
     * @version 1.0
     */
    public int sub(int num1, int num2) {
        return num1 - num2;
    }
}

定义好上述主类之后，我们来进行测试，测试步骤如下；

定义测试类

定义测试类时，我们推荐定义类名时就是 主类Test 的形式，比如我们上面的类为 Calc，我们要对其进行测试，则测试类的类名为 CalcTest；

package com.cunyu;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : CalcTest
 * @date : 2021/3/30 10:15
 * @description : 简易计算器测试
 */

public class CalcTest {
}

定义测试方法

测试类定义好之后，我们就可以定义测试方法了，而定义测试方法时，我们也有几点建议；

测试方法名是在主类方法名前加上 test，比如我们上边的方法为 add，则我们对应的测试方法名为 testAdd；
针对测试方法的返回值，因为我们只需要在方法内给出结果即可，不用再供其他人调用，所以建议返回值设置为 void；
针对测试方法的参数列表，由于我们主要还是针对传统建类调用方法测试的方法，所以此时最好是保持参数列表为空；

package com.cunyu;

import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : CalcTest
 * @date : 2021/3/30 10:15
 * @description : 简易计算器测试
 */

public class CalcTest {

    @Test
    public void testAdd(){
        Calc calc = new Calc();
        int result = calc.add(1,5);
        Assert.assertEquals(6,result);
    }
}

其中，@Test 为注解，用来注释一个普通的方法为一条测试用例。assertEquals 方法用于断言两个值是否相等。

如果测试成功，则在 IDE 中会出现如下提示。

一般来讲，测试成功一般是绿色，而测试失败则是红色。

测试成功的界面

测试失败的界面

总结起来，我们针对一个方法的具体测试的步骤如下：

首先是创建被测试类的对象；
然后调用被测试的方法；
最后加入断言，判断调用方法得到结果和实际的结果之间是否相同；

JUnit 常用注解

由于现在主要用到的有 Junit4 和 Junit5 两个版本，而两者之间也是存在一些区别的，所以在这里给出两者中常用注解的一些差异。

下表中，给出了 Junit4 和 Junit5 中所共有功能的对应注解：

Junit4 注解	Junit5 注解	说明
`@Test`	`@Test`	标识一条测试用例
`@Ignore`	`@Disable`	忽略的测试用例
`@Before`	`@BeforeEach`	每一个测试方法之前运行
`@After`	`@AfterEach`	每一个测试方法之后运行
`@BefreClass`	`@BeforeAll`	所有测试开始之前运行
`@AfterClass`	`@AfterAll`	所有测试结果之后运行
`@Category`	`@Tag`	标记和过滤

而相对于 Junit4，Junit5 也有做出升级，其特有的一些注解如下：

注解	说明
`@TestFactory`	测试工厂进行动态测试
`@Nested`	嵌套测试
`@ExtendWith`	注册自定义扩展

常用断言方法

而在测试中，我们经常用到断言方法。这些断言方法都来自于由继承了 java.lang.Object 的 Assert 类，用于提供编写测试。

方法	说明
`void assertArrayEquals([String message],expected array, result array)`	断言预期数组和结果数组相等
`void assertEquals([String message],expected value, actual value)`	断言两个值是否相等。类似于字符串比较使用的 `equals()` 方法
`void assertNotEquals(String message], first, second)`	查看两个对象是否不相等
`void assertNull(String message], object)`	查看对象是否为空
`void assertNotNull(String message], object)`	查看对象是否不为空
`void assertSame(String message], expected, actual)`	查看两个对象的引用是否相等。类似于使用 `==` 比较两个对象
`void assertNotSame(String message], unexpected, actual)`	查看两个对象的引用是否不相等。类似于使用 `!=` 比较两个对象
`void assertTrue(String message], boolean condition)`	查看运行结果是否为 `true`
`void assertFalse([String message], boolean condition)`	查看运行结果是否为 `false`
`void assertThat([String message], actual, matcher)`	查看实际值是否满足指定的条件
`fail()`	让测试失败

package com.cunyu;

import org.junit.jupiter.api.AfterEach;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalcTest {

    @Test
    public void test() {
        String str1 = "村雨遥";
        String str2 = "村雨遥";
        String str3 = "1943";
        String str4 = "1943";
        String str5 = null;
        int num1 = 1;
        int num2 = 2;
        int[] arr1 = {1, 2, 3};
        int[] arr2 = {1, 2, 3};

        assertEquals(str1, str2);

        assertSame(str3, str4);

        assertNotSame(str2, str4);

        assertNotNull(str1);

        assertNull(str5);

        assertTrue(num1 == num2);

        assertArrayEquals(arr1, arr2);
    }
}