2022-05-24 21:47 已编辑上海理工大学软件测试

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软件测试——Unittest单元测试框架详解

一，前言

1，单元测试

软件测试一般按阶段划分为：单元测试，集成测试，系统测试。单元测试（unit testing）是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。单元测试中单元的含义，单元就是人为规定的最小的被测功能模块，如C语言中单元指一个函数，Java里单元指一个类，图形化的软件中可以指一个窗口或一个菜单等。在实际项目中，单元测试往往由开发人员完成。

2，单元测试框架

单元测试其实就是构造数据使用一段代码去测试另一段代码，理论上来说，不使用单元测试框架也能进行单元测试。但如果用于单元测试的代码（即测试用例）增多，在没有测试框架的情况下会变得拥挤、不可管理，这个时候引入测试框架就变得尤为重要。
单元测试框架提供了一种统一的编程模型，可以将测试定义为一些简单的类，这些类中的方法可以调用希望测试的应用程序代码。利用单元测试框架，可以很轻松地插入、设置和分解有关测试的功能，可以直观方便地管理测试用例。
主流的单元测试框架，如Java的Junit、TestNg，python的Unittest、Pyunit、Pytest，通用的自动化测试框架Robot Framework等。

3，单元测试框架作用

提供用例组织与执行
提供丰富的断言方法
提供丰富的日志与测试结果

二，Unittest 测试框架

1，Unittest 简介

Unittest是Python自带的单元测试框架，不仅适用于单元测试，还可用于Web、Appium、接口自动化测试用例的开发与执行。该测试框架可组织执行测试用例，并且提供丰富的断言方法，判断测试用例是否通过，并最终生成测试结果。

Unittest官方文档：unittest — Unit testing framework — Python 3.10.4 documentation

2，Unittest 核心要素

TestCase：即测试用例，Unittest提供testCase类来编写测试用例，一个TestCase的实例就是一个测试用例。一条测试用例就是一个完整的测试流程，包括测试前准备环境的搭建(setUp)，执行测试代码(run)，以及测试后环境的还原(tearDown)，通过运行一条测试用例，可以对某一个问题进行验证。
Fixture：即测试固件，用于测试用例环境的搭建和销毁。在测试步骤执行前需要为该测试用例准备环境（SetUp），如启动app或打开浏览器，测试步骤执行后需要恢复环境（TearDown），如关闭app或浏览器，这时候就需要用到Fixture，使代码更简洁。
TestSuite：即测试套件，把需要执行的测试用例集合在一起就是TestSuite。使用TestLoader来加载TestCase到TestSuite中。
TextTestRunner：即测试执行器，用于执行测试用例。该模块中提供run方法执行TestSuite中的测试用例，并返回测试用例的执行结果，如运行的用例总数、用例通过数、用例失败数。
report：即测试报告。unittest框架没有自带的用于生成测试报告的模块或接口，需要使用第三方的扩展模块HTMLTestRunner。

3，Unittest 断言

断言在自动化测试脚本中是很重要的内容，只有设置正确合适的断言才能获取正确的测试结果。Unittest框架提供了自己的断言方法，如下：

断言方法	判断内容
assertEqual(a, b)	判断 a == b
assertNotEqual(a, b)	判断 a != b
assertTrue(x)	判断 bool(x) is True
assertFalse(x)	判断 bool(x) is False
assertIs(a, b)	判断 a is b
assertIsNot(a, b)	判断 a is not b
assertIsNone(x)	判断 x is None
assertIsNotNone(x)	判断 x is not None
assertIn(a, b)	判断 a in b
assertNotIn(a, b)	判断 a not in b
assertIsInstance(a, b)	判断 isinstance(a, b)
assertNotIsInstance(a, b)	判断 not isinstance(a, b)

注意：

如果断言成功则该条测试用例通过，断言失败则该条测试用例执行失败，且会抛出AssertionError错误。
以上提供的断言方法中，都有一个msg参数，默认为None。如果msg参数有对应的值，则断言失败后该msg的值会作为失败信息返回，如 assertEqual(a, b, msg="a与b不相等！") 。

三，Unittest 框架使用方法

1，测试需求

测试对象：构造一个类Math，其中包含整数的加、减法运算。

calculator.py

class Math(): def __init__(self, a, b):
        self.a = int(a)
        self.b = int(b) def sum(self): '''和''' return self.a + self.b def sub(self): '''差''' return self.a - self.b

测试需求：对Math类进行单元测试。接下来针对这个测试需求，使用unittest框架编写测试用例。

项目目录结构：后面的例子中，项目结构如下所示。

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2，编写TestCase（测试用例）

在Unittest框架下创建测试用例，步骤如下：

1)，导入unittest模块。
2)，创建测试类。测试类的命名不做要求，但需要继承unittest.TestCase类。
3)，添加setUp()、tearDown()函数，即测试固件。当然还有setUpClass()、tearDownClass() 函数，区别后面会有介绍。
4)，定义测试方法，即测试用例。测试方法名称必须以test开头，否则测试时该方法将不会被执行。测试方法里需要添加断言。
5)，调试执行测试用例。执行当前模块的测试用例时，调用unittest.main()方法，该方***搜索该模块下所有以test开头的测试用例方法，并执行。其他方法后面介绍。

针对测试需求，编写测试用例。目录结构如下：

test_sum.py

import unittest from calculator import Math class SumTest(unittest.TestCase): '''测试Math类中的sum函数''' def setUp(self): print("开始执行测试用例{}...".format(self)) def test_sum01(self):
        m = Math(3, 4)
        self.assertEqual(m.sum(), 7) def test_sum02(self):
        m = Math(2, 8)
        self.assertEqual(m.sum(), 11) def tearDown(self): print("测试用例{}执行结束...".format(self)) if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

运行结果：

.F
======================================================================
FAIL: test_sum02 (__main__.SumTest)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/xiaoqq/Desktop/test_project/demo/testSum.py", line 15, in test_sum02
    self.assertEqual(m.sum(), 11)
AssertionError: 10 != 11 ----------------------------------------------------------------------
Ran 2 tests in 0.001s

FAILED (failures=1)
开始执行测试用例test_sum01 (__main__.SumTest)...
测试用例test_sum01 (__main__.SumTest)执行结束...
开始执行测试用例test_sum02 (__main__.SumTest)...
测试用例test_sum02 (__main__.SumTest)执行结束...

Process finished with exit code 0

结果显示：

test_sum01通过，test_sum02失败。点"."表示通过，"F"表示失败。
测试类中每个测试方法（即测试用例）执行前，都先执行setUp()方法，每个测试方法执行完毕后都要执行tearDown()方法。
断言失败会返回一个AssertionError。

3，在测试用例中添加Fixture（测试夹具）

3.1，测试夹具Fixture的作用对象

在Unittest框架下的测试用例中，使用Fixture有两种方法，作用于两个范围：

setUp()、tearDown()，作用于测试方法。即测试类下的每个测试方法执行前先运行setUp()，每个测试方法执行完毕后都要执行tearDown()方法，如testSum.py示例。
setUpClass()、tearDownClass()，作用于测试类。即只在整个测试类执行开始时运行setUpClass()，测试类下所有测试方法执行完后运行tearDownClass()。

3.2，setUpClass()、tearDownClass() 举例

test_sum.py修改如下，运行

class SumTest(unittest.TestCase): '''测试Math类中的sum函数'''  @classmethod def setUpClass(cls): print("开始执行测试用例{}...".format(cls)) def test_sum01(self):
        m = Math(3, 4)
        self.assertEqual(m.sum(), 7) def test_sum02(self):
        m = Math(2, 8)
        self.assertEqual(m.sum(), 11)  @classmethod def tearDownClass(cls): print("测试用例{}执行结束...".format(cls)) if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

运行结果：

开始执行测试用例<class '__main__.SumTest'>...
测试用例<class '__main__.SumTest'>执行结束...
.F

结果显示，setUpClass()、tearDownClass() 都只运行了一次。注意，这里需要使用装饰器@classmethod

3.3，注意

在测试用例中，setUp() 或 setUpClass() 做初始化的工作，不是必须有这个函数。同样tearDown() 和 tearDownClass() 只做清理的工作，在测试类中不是必须要有。
需要测试的Math类，代码比较简单，没有真正需要用到测试夹具的地方，因此这只是个用法演示。
实际自动化过程中，如Web端UI自动化，一般会将创建浏览器实例放在setUp() ，用例执行完后需要关闭浏览器，将关闭浏览器操作放在tearDown()方法里。示例如下：

import unittest from selenium import webdriver class BaiduTest(unittest.TestCase): def setUp(self): '''打开浏览器，进入百度页面''' self.driver = webdriver.Chrome()
        self.driver.maximize_window()
        self.driver.get('https://www.baidu.com') def test_01(self): print("操作步骤") def tearDown(self): '''关闭浏览器''' self.driver.quit()

4，将测试用例添加至TestSuite（测试套件）

在testSum.py模块中，使用了unittest.main()方法执行当前模块里的测试用例。除此之外，Unittest还可以通过测试套件构造测试用例集，再执行测试用例。构造TestSuite常用的方法如下：

4.1，方法一：加载测试用例

1)，先通过unittest.TestSuite() 创建测试套件实例对象。
2)，再通过addTest() 往测试套件里添加单个测试用例，或通过addTests([...]) 添加多个测试用例（列表中为用例方法名）。
3)，执行测试套件里的测试用例

run.py示例：

import unittest # 导入测试用例模块 from testcase.test_sum import TestDemo # 第一步：创建TestSuite实例 suite = unittest.TestSuite() # 第二步：将测试用例添加至TestSuite # 方式1，添加单条测试用例 suite.addTest(TestDemo('test_sum01')) # addTest()里参数格式为：测试类('测试方法') suite.addTest(TestDemo('test_sum02')) # 方式2，添加多条测试用例 suite.addTests([TestDemo('test_sum01'), TestDemo('test_sum02')])

4.2，方法二：加载测试用例类

1)，先通过unittest.TestSuite() 创建测试套件实例对象。
2)，再通过unittest.TestLoader()创建加载对象，加载测试用例类

run.py示例：

import unittest # 导入测试用例模块 from testcase.test_sum import TestDemo # 创建TestSuite实例 suite = unittest.TestSuite() # 创建一个加载对象 loader = unittest.TestLoader()
suite.addTest(loader.loadTestsFromTestCase(TestDemo))

4.3，方法三：加载指定路径里的测试用例

1)，通过unittest.defaultTestLoader.discover()将指定路径的测试用例加载至测试用例集。注意：这里不需要创建unittest.TestSuite对象
2)，如下代码所示，test_dir为指定路径。pattern=test_*.py 表示加载以test_开头的模块中的测试用例，指定运行某模块时pattern参数指定全名即可，如：pattern='test_sum.py'。路径跟pattern参数都可以自定义。

run.py示例

import unittest

test_dir = './testcase' suite = unittest.defaultTestLoader.discover(test_dir, pattern='test_*.py')

编写测试项目时，推荐使用方法三。当然还有其他方法，不多做介绍。

5，使用TextTestRunner执行测试用例

unittest框架执行测试用例之前，需先创建TextTestRunner实例，再调用该实例的run()方法。

# 创建TextTestRunner实例 runner = unittest.TextTestRunner() # 使用run()方法运行测试套件（即运行测试套件中的所有用例） runner.run(suite)

run.py修改成如下示例：

import unittest

test_dir = './testcase' suite = unittest.defaultTestLoader.discover(test_dir, pattern='test_*.py')

runner = unittest.TextTestRunner()
runner.run(suite)

运行run.py，结果如下：

.F
======================================================================
FAIL: test_sum02 (test_sum.TestDemo)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\xiaoqq\Desktop\test_project\demo\test_sum.py", line 15, in test_sum02
    self.assertEqual(m.sum(), 11)
AssertionError: 10 != 11 ----------------------------------------------------------------------
Ran 2 tests in 0.000s

FAILED (failures=1)
开始执行测试用例test_sum01 (test_sum.TestDemo)...
测试用例test_sum01 (test_sum.TestDemo)执行结束...
开始执行测试用例test_sum02 (test_sum.TestDemo)...
测试用例test_sum02 (test_sum.TestDemo)执行结束...

Process finished with exit code 0

四，输出测试报告

unittest框架执行测试用例完成后会在控制台输出如上的结果，但实际测试过程中，我们需要输出测试报告，这个时候我们需要使用第三方模块。

1，HTMLTestRunner

HTMLTestRunner模块可以直接生成html格式的报告

下载地址：HTMLTestRunner - tungwaiyip's software
下载后需要修改:
- 94行引入的名称要改，从 import StringIO修改成 import io
- 539行 self.outputBuffer = StringIO.StringIO()修改成self.outputBuffer=io.StringIO()
- 631行 print >>sys.stderr, '\nTime Elapsed: %s' % (self.stopTime-self.startTime)修改成print (sys.stderr, '\nTime Elapsed: %s' %(self.stopTime-self.startTime))
- 642行，if not rmap.has_key(cls): 修改成 if not cls in rmap:
- 766行的uo = o.decode('latin-1')，修改成 uo=o
- 772行，把 ue = e.decode('latin-1') 直接改成 ue = e
存放路径：将修改完成的模块存放在Python路径下Lib目录里即可。

run.py示例代码如下：

import time import unittest import HTMLTestRunner # 获取当前时间并指定时间格式，用于测试报告命名 now = time.strftime("%Y-%m-%d_%H_%M_%S") # 测试报告存储路径 report_dir = './report/' # 创建报告文件，并以写的形式打开文件，用于写入报告内容 fp = open(report_dir + now + "_report.html", 'wb') # 初始化一个HTMLTestRunner实例对象，用来生成报告 runner = HTMLTestRunner.HTMLTestRunner(stream=fp,
                                       title="App自动化测试报告",
                                       description="测试用例情况") # 定义测试用例路径 test_dir='./testcase' # 加载测试用例 suite = unittest.defaultTestLoader.discover(test_dir, pattern='test_*.py') # 执行测试用例 runner.run(suite)
fp.close()

运行run.py，会看到report中生成了html文件，即为测试报告

编辑

浏览器打开该文件，内容如下：

编辑

从报告内容中看出HTMLTestRunner.HTMLTestRunner()方法中参数所对应的内容，可以根据项目的实际需要指定参数内容。

2，美化版测试报告

在HTMLTestRunner基础上美化过的报告

下载地址：链接： https://pan.baidu.com/s/1Wd_FXJBu3ATgmCQHkzbGag
放置在Python安装路径的Lib文件夹里

run.py示例代码如下：

# -*- coding:utf-8 -*- # @author: 给你一页白纸 import time import unittest import BSTestRunner # 获取当前时间并指定时间格式，用于测试报告命名 now = time.strftime("%Y-%m-%d_%H_%M_%S") # 测试报告存储路径 report_dir = './report/' # 创建报告文件 fp = open(report_dir + now + "_report.html", 'wb') # 初始化一个HTMLTestRunner实例对象，用来生成报告 runner = BSTestRunner.BSTestRunner(stream=fp,
                                       title="App自动化测试报告",
                                       description="测试用例情况") # 定义测试用例路径 test_dir='./testcase' # 加载测试用例 suite = unittest.defaultTestLoader.discover(test_dir, pattern='test_*.py') # 执行测试用例 runner.run(suite)
fp.close()