【IT168 技术文档】单元测试是整个测试流程中最基础的部分，它们要求程序员尽可能早地发现问题，并给予控制，另外如果集成测试出现问题，它可以帮助诊断。这样就为在软件开发流程中建立高效的事件反应机制打下了坚实基础。
为什么需要单元测试
在开发软件的过程中，用户需要实际运行所编写的代码以确保程序的正确性。当软件变得越来越大，再去添加新的功能或做一些新的改动时，就很容易带来新的问题，甚至会使程序无法正常运行。然而要手动的运行代码，测试代码的可行性也是非常枯燥以及非常耗费时间的事情。
为了减少这种手动测试，可以通过创建单元测试来自动完成测试的工作。当修改代码或者添加新功能后，可以执行单元测试来保证代码运行无误。所有测试工作都是由单元测试自动完成的，开发人员所要做的就是停下来喝杯茶，看看程序的执行状态。
使用单元测试的另一个理由是实现测试驱动的开发，这在当前是比较流行的开发方式。测试驱动的开发尝试首先写出单元测试，然后完成实际的代码。通过单元测试来提供类的定义，当实际开始编写代码时，用户仅仅需要做的就是具体类的实现，只要单元测试运行通过，代码的实现也将告一段落了。写单元测试的同时，也在同时在做项目的设计，当项目结束后，单元测试还将是不错的文档，何乐而不为呢？
自信编码
人的记忆是短暂的，但代码的修改是无限的，怎样让无限的修改不会因为记忆的短暂而带来无穷的烦恼呢？这是非常矛盾的事情，单元测试能够一定程序上解决这个问题。
也许所有的程序员都遇到过这样的问题，当要修改很久以前的代码或他人编写的代码时，总是会很犹豫，因为他们不清楚所做的修改会不会引起其它的问题，只能当遍历了所有的代码后才敢动手。这是非常正常的，但也因此浪费了很多的时间，通过单元测试能够一定程度上增强用户的自信心，因为单元测试的前提假设就是，如果通过了所有的测试，代码就是可行的。
JUnit测试框架
在Java语言中，可以通过JUnit框架进行单元测试，JUnit是由“Erich Gamma”和“Kent Beck”创建的，他们也是在“设计模式”和“极限编程”领域最伟大的作者之一。
单元测试的实现是很简单的，可以认为它只是判断在某一个时刻，程序运行的值和预期的值是否一致，但在实际的应用的时候是很灵活的，在此介绍JUnit中的一些断言以及JUnit测试框架的使用，使读者能够快速的进入单元测试的领域，更快的进行开发。
JUnit提供了一些辅助函数，用于帮助开发人员确定某些被测试函数是否工作正常。通常而言，把所有这些函数统称为断言，断言是单元测试最基本的组成部分。
通常每种类型的断言都有两种形式，一种包含接收一个message参数，例如“static public void assertTrue(String message, boolean condition)”，message表示出错时的提示信息，另外一个则没有message参数。
下面将分别介绍JUnit框架Assert类中的断言以及部分实现，每个函数的实现方法都为Assert类中定义的方法，读者也可以查看JUnit框架Assert类的实现代码。
assertEquals断言
这是应用非常广泛的一个断言，它的作用是比较实际的值和用户预期的值是否一样，assertEquals在JUnit中有很多不同的实现，以参数expected和actual都为Object类型的为例，assertEquals定义为：
static public void assertEquals(String message, Object expected, Object actual) { if (expected == null && actual == null) return; if (expected != null && expected.equals(actual)) return; failNotEquals(message, expected, actual); }
其中，expected为用户期望某一时刻对象的值，actual为某一时刻对象实际的值。如果这两值相等的话（通过对象的equals方法比较），说明预期是正确的，也就是说，代码运行是正确的。assertEquals还提供了其它的一些实现，例如整数比较，浮点数的比较等等。
assertTrue与assertFalse断言
assertTrue与assertFalse可以判断某个条件是真还是假，如果和预期的值相同则测试成功，否则将失败，assertTrue的定义如下：
static public void assertTrue(String message, boolean condition) { if (!condition) fail(message); }
“condition”表示要测试的状态，如果“condition”的值为false，则测试将会失败。
assertNull与assertNotNull断言
assertNull与assertNotNull可以验证所测试的对象是否为空或不为空，如果和预期的相同则测试成功，否则测试失败，assertNull定义为：
static public void assertNull(String message, Object object) { assertTrue(message, object == null); }
其中，object就是要测试的对对象，如果object为空，该测试成功，否则失败，是不是很简单。
assertSame与assertNotSame断言
assertSame和assertEquals不同，assertSame测试预期的值和实际的值是否为同一个参数(即判断是否为相同的引用)。assertNotSame则测试预期的值和实际的值是不为同一个参数。assertSame的定义为：
static public void assertSame(String message, Object expected, Object actual) { if (expected == actual) return; failNotSame(message, expected, actual); }
而assertEquals则判断两个值是否相等，通过对象的equals方法比较，可以相同引用的对象，也可以不同。
fail断言
“fail”断言能使测试立即失败，这种断言通常用于标记某个不应该被到达的分支。例如assertTrue断言中，condition为false时就是正常情况下不应该出现的，所以测试将立即失败，fail的定义为：
static public void fail(String message) { throw new AssertionFailedError(message); }
当一个失败或者错误出现的时候，当前测试方法的执行流程将会被中止，但是位于同一个测试类中的其他测试将会继续运行。
JUnit测试JUnit是为Java程序开发者实现单元测试的一个框架，它能使得Java单元测试更规范有效，并且更有利于测试的集成。
TestCase测试类
前面已经介绍了JUnit中部分断言实现，但是不能够把断言直接写到源代码中，最终运行发布的代码和测试应该是分离的两个部分，源程序是不应该知道有任何的单元测试的存在的。
JUnit框架中通过TestCase 实现单元测试，TestCase继承了Assert类，也就是说在TestCase类以及子类中可以直接使用JUnit框架所提供的断言。另外，TestCase实现了Test接口，Test接口的run方法将会运行一个测试，并返回结果。TestCase类的继承关系及方法的实现如图1所示：
图1 TestCase的类继承关系
如果需要使用JUnit做单元测试，可以继承TestCase，每一个TestCase的子类可以作为独立的测试用例，从而实现测试的目的。
TestSuite测试组
一个TestCase用例会包含多个test开头的测试函数，而一个应用中，会包括若干个TestCase的用例，通常用户会运行应用中的所有的测试，从而确保应用是可以运行的。有些测试是非常耗费时间，如果每次进行一个小的改动就运行所有的测试，这是很多开发人员不可接受的，这时就需要组合一些TestCase用例以及TestCase中的方法，把测试分成很多的组，每次只针对特定的组进行测试。
JUnit框架提供了TestSuite套件来组合测试类及测试方法，TestSuite实现了addTestSuite方法和addTest方法，addTestSuite和addTest能添加一个测试类或另一个TestSuite到当前组中，通过这种组合，用户能够把要测试的用例及方法分成一个组，最后组成一个测试的套件。
Setup与Tear-down
通常每个测试的运行都应该是独立的，从而就可以在任何时候，以任意的顺序运行每个单独的测试。然而有些时候需要一些全局的环境变量设置，每个测试用例都可以用到这些设置，而不必每个测试方法运行前都重新设置，这就需要在测试用例运行前使用不同的初始化方式。
测试用例的每一个方法的执行都是相互独立的，每个test方法执行之前，JUnit框架会执行相应的初始化方法，从而保证每个test方法的执行和其它test方法之间没有关系。当test方法执行后，JUnit框架也会自动执行清理方法。测试方法的初始化和清理工作是通过实现TestCase子类的setup和tearDown方法完成的。
要分清楚TestCase和TestSuite中方法的执行顺序，初始化条件，这对设计测试项目以及程序的设计都是非常重要的。
使用Eclipse进行单元测试
Eclipse对JUnit提供了完美的支持，开发人员可以通过Eclipse自动生成单元测试的框架，并且能够运行测试代码。
创建测试用例
在Eclipse中，如果要为某一个被测试的类创建一个单元测试类，如例程1所示：
例程1 SimpleAdd.java
public class SimpleAdd { //简单Integer的加法 public Integer integerAdd(Integer field1, Integer field2){ int iField1 = field1.intValue(); int iField2 = field2.intValue(); return new Integer(iField1 + iField2); } //其它方法… }
可以选择新建向导，打开新建文件对话框，在新建文件对话框中选择JUnit下面的“JUnit Test Case”选项，打开创建TestCase的对话框，如图1所示。
图1 创建TestCase对话框
在创建TestCase的对话框中，可以选择是否创建setup和tearDown方法等，另外还能够选择为哪一个类创建对应的单元测试，图1选择的被测试类为SimpleAdd。选择Next按钮，可以为被测试的类选择方法加入到单元测试中，如图2所示。
图2 选择被测试方法对话框
选择Finish按钮，Eclipse将会自动生成选择方法的相关定义，如例程2所示。
例程2 SimpleAddForEclipseTest.java
public class SimpleAddForEclipseTest extends TestCase { /* (non-Javadoc) * @see junit.framework.TestCase#setUp() */ protected void setUp() throws Exception { super.setUp(); } /* (non-Javadoc) * @see junit.framework.TestCase#tearDown() */ protected void tearDown() throws Exception { super.tearDown(); } /** * Test method for {@link com.free.test.simple.SimpleAdd#IntegerAdd(java.lang.Integer, java.lang.Integer)}. */ public void testIntegerAdd() { fail("Not yet implemented"); // TODO } /** * Test method for {@link com.free.test.simple.SimpleAdd#StringAdd(java.lang.String, java.lang.String)}. */ public void testStringAdd() { fail("Not yet implemented"); // TODO } }
Eclipse已经创建SimpleAddForEclipseTest类的骨架，当然，Eclipse没法生成测试方法的实现，这就是开发人员要做的事情了。例如修改testIntegerAdd方法如下：
//测试SimpleAdd类的StringAdd方法
public void testIntegerAdd () { SimpleAdd simpleAdd = new SimpleAdd(); assertEquals(new Integer(9), simpleAdd.integerAdd(new Integer(4), new Integer(5))); }
运行、调试测试用例
通过Eclipse可以直接运行单元测试，选择单元测试文件，例如SimpleAddForEclipseTest类，修改测试方法后，单击右键菜单，选择Run as?JUnit Test菜单，如图3所示。
图3 运行单元测试
运行单元测试后，Eclipse将会打开JUnit的视图，显示当前运行的单元测试是否通过测试，并显示相应的状态，如图4所示。
图4 单元测试的结果
如图所示，如果状态条的颜色为绿色，表示单元测试通过，如果状态条的颜色为红色，表示当前测试未通过，Eclipse也会同时打印出相应的错误堆栈信息。
如果要跟踪单元测试的代码，可以直接使用Eclipse的调试功能，另外，JUnit的错误堆栈信息也能够定位到相应的出错位置。
提示：可以通过“红灯停，绿灯行”这句话来记住单元测试是否通过。
创建测试组
创建TestSuite的方式和创建TestCase相似，选择“JUnit Test Suite”创建向导，在同一个TestSuite中可以选择同一个包下面的多个TestCase，如图5所示。
图5 创建TestSuite
单击Finish按钮，可以创建相应的TestSuite，如例程3所示。
例程3 AllTests.java
public class AllTests { public static Test suite() { TestSuite suite = new TestSuite("Test for com.free.test.simple"); //$JUnit-BEGIN$ suite.addTestSuite(SimpleAddForEclipseTest.class); suite.addTestSuite(SimpleAddTest.class); suite.addTestSuite(SimpleTest.class); //$JUnit-END$ return suite; } }
AllTests为Eclipse自动生成的TestSuite类，TestSuite类的运行和调试方式和TestCase类相同。
如果通过Eclipse创建了TestCase或TestSuite子类后，程序编译出错，可以手动添加junit.jar到项目中，或者通过项目属性添加一个JUnit的Library。
