構(gòu)建理想的模塊自測(cè)結(jié)構(gòu)

溫輝敏(wenhm@sina.com)

    軟件測(cè)試的工作量很大(業(yè)界統(tǒng)計(jì)達(dá)到40% 到60%的總開發(fā)時(shí)間)，而又有很大部分適于自動(dòng)化，因此，測(cè)試的改進(jìn)會(huì)對(duì)整個(gè)開發(fā)工作的質(zhì)量、成本和周期帶來非常顯著的效果。

極限編程(XP)中推薦的自動(dòng)化單元測(cè)試，是指在編寫代碼之前先寫好測(cè)試代碼，代碼編到一定階段就用寫好的測(cè)試代碼進(jìn)行測(cè)試。自動(dòng)化單元測(cè)試可以帶來如下好處：

  l         由于測(cè)試代碼(測(cè)試用例)的不斷增加，這些測(cè)試總讓我們寫出的代碼往正確的方向靠攏，使我們不至于重犯以前的錯(cuò)誤。

  l         由于可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，所以可以很好的解決人工很難進(jìn)行的回歸測(cè)試問題。

我們沿著“建立測(cè)試=>令測(cè)試通過=>再建立測(cè)試=>再令測(cè)試通過”的模式，一步一步地把整個(gè)程序正確地開發(fā)出來。

1.測(cè)試代碼的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

對(duì)測(cè)試代碼進(jìn)行概括性分析，可以發(fā)現(xiàn)測(cè)試代碼都具有類似的結(jié)構(gòu)，每一個(gè)測(cè)試用例的執(zhí)行都要包括測(cè)試數(shù)據(jù)初始化、運(yùn)行要測(cè)試的代碼、驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果正確性三部分，見圖1-1。

圖1-1 測(cè)試代碼的一般性流程

由于測(cè)試代碼一般都包含了圖1-1中的三部分，我們要改善測(cè)試代碼使之具有良好的結(jié)構(gòu)只要從這三方面入手即可。

       1)將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果從測(cè)試代碼中分離出來

在采用CXXUNIT系列測(cè)試工具開發(fā)測(cè)試代碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)一般編程人員都是測(cè)試用例和測(cè)試代碼混雜在一起，同樣測(cè)試結(jié)果也是和測(cè)試代碼混雜在一起，這樣就導(dǎo)致測(cè)試用例和測(cè)試結(jié)果的管理非常困難，因?yàn)橐芾砻總€(gè)用例的數(shù)據(jù)和結(jié)果實(shí)際上就是去管理這些代碼。而且對(duì)于一個(gè)函數(shù)(或功能) 每增加新測(cè)試用例，就要多出一份類似的代碼，代碼的邏輯實(shí)際上都是一致的，和以前測(cè)試代碼的不同點(diǎn)就是在初始化數(shù)據(jù)、測(cè)試結(jié)果的不同，這實(shí)際上也導(dǎo)致了代碼的重復(fù)。

我們可以將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果從測(cè)試代碼中分離出來，使得某一個(gè)函數(shù)(或功能)的測(cè)試代碼就一份，這一份測(cè)試代碼應(yīng)可以進(jìn)行多組測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)試，可以進(jìn)行多組測(cè)試結(jié)果的驗(yàn)證。

2)將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果放入文件中，并按目錄存放

將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果從測(cè)試代碼中分離出來是為了更好的管理代碼和測(cè)試數(shù)據(jù)，將每個(gè)測(cè)試用例的數(shù)據(jù)和結(jié)果都放入到一個(gè)文件中，文件名字或文件所在目錄起上能表明測(cè)試用例含義的名字，這樣管理起來就方便多了，見圖1-2。

圖1-2 測(cè)試用例文件及目錄結(jié)構(gòu)圖

由圖1-2中可以看出此時(shí)測(cè)試用例非常直觀，從目錄名就可以知道該目錄下的為那個(gè)功能的測(cè)試用例，從測(cè)試用例文件名就可以知道這個(gè)測(cè)試用例測(cè)的哪一個(gè)方面。當(dāng)一個(gè)功能的測(cè)試用例非常多可以分成許多類別時(shí)我們還可以在下面再創(chuàng)建測(cè)試用例分類子目錄，使得不同類型的測(cè)試用例能分隔開方便管理(詳見圖2-1)。

3)將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果綁定在一起

當(dāng)每個(gè)測(cè)試用例對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果都一樣時(shí)可以將測(cè)試結(jié)果嵌入到測(cè)試代碼中，當(dāng)不同的測(cè)試用例要對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試結(jié)果時(shí)，根據(jù)1)中論述應(yīng)該將測(cè)試結(jié)果也從測(cè)試代碼中分離出來。為了不混淆測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果之間的關(guān)系，將它們放在同一個(gè)文件中。這里舉個(gè)例子，圖1-2中的“閏年2月份的測(cè)試用例.ini”文件中內(nèi)容如圖1-3：

圖1-3 測(cè)試用例結(jié)構(gòu)圖

由圖1-3可以看到，測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果放在一起，增加了可讀性和維護(hù)性。

4) 一份測(cè)試代碼來運(yùn)行多份測(cè)試用例

怎樣讓一份測(cè)試程序可以進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的測(cè)試和結(jié)果的比較呢？3)中已經(jīng)將測(cè)試用例分門別類，并由相應(yīng)的目錄結(jié)構(gòu)組織起來。此時(shí)測(cè)試程序只需每次從測(cè)試目錄中取出一個(gè)測(cè)試用例文件，進(jìn)行初始化，然后執(zhí)行測(cè)試，最后比較測(cè)試結(jié)果；測(cè)試完一個(gè)用例文件，再取下一個(gè)文件進(jìn)行測(cè)試，如此循環(huán)直到所有的用例文件都測(cè)了一遍，詳見圖1-4。

圖1-4一份測(cè)試代碼測(cè)試多個(gè)測(cè)試用例的流程圖

2.測(cè)試用例管理方案設(shè)計(jì)

    若再加上邊界數(shù)據(jù)要測(cè)試的數(shù)據(jù)組數(shù)就更多了，一般CXXUNIT系列編寫的測(cè)試代碼是每組測(cè)試數(shù)據(jù)(其實(shí)一組數(shù)據(jù)就對(duì)應(yīng)一個(gè)測(cè)試用例)都要編寫初始化代碼，然后調(diào)用相應(yīng)功能函數(shù)測(cè)試。這樣導(dǎo)致：

    在自動(dòng)測(cè)試的整個(gè)過程中，測(cè)試用例的可維護(hù)性會(huì)影響到將來測(cè)試用例增加的難易度，良好的自測(cè)程序應(yīng)能很方便的擴(kuò)充測(cè)試用例。

    在采用CXXUNIT系列測(cè)試工具開發(fā)測(cè)試代碼時(shí)，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的測(cè)試可以測(cè)試用例就嵌在測(cè)試代碼中。但當(dāng)某一個(gè)功能或函數(shù)要進(jìn)行很多組數(shù)據(jù)(如邊界數(shù)據(jù))的測(cè)試時(shí)使用這種方法就得重復(fù)編寫測(cè)試代碼，可能每增加一個(gè)測(cè)試用例就要編寫大量的重復(fù)測(cè)試代碼。

    舉例：要測(cè)試周期會(huì)議預(yù)約功能的代碼，要測(cè)試以下幾組數(shù)據(jù)：

1)每日召開的周期會(huì)議

1.1)按召開次數(shù)預(yù)約的周期會(huì)議

1.2)按開始時(shí)間、終止時(shí)間預(yù)約的周期會(huì)議

2)每周召開的周期會(huì)議

……(內(nèi)容和1.1、1.2一致)

3)每月召開的周期會(huì)議

    ……(內(nèi)容和1.1、1.2一致)

    4)每年召開的周期會(huì)議

    ……(內(nèi)容和1.1、1.2一致)
    

 l         隨著測(cè)試數(shù)據(jù)組數(shù)的增加，將出現(xiàn)大量做重復(fù)動(dòng)作的測(cè)試代碼，這些測(cè)試代碼之間唯一的不同是由于初始化的數(shù)據(jù)不一樣而已。

 l         當(dāng)一個(gè)功能只需一兩個(gè)測(cè)試用例時(shí)，測(cè)試用例嵌入在測(cè)試代碼中可以進(jìn)行控制和管理，當(dāng)一個(gè)功能測(cè)試時(shí)需要大量的測(cè)試用例時(shí)(見舉例)，大量的測(cè)試用例嵌在代碼中將很難管理，你要知道某個(gè)用例是否已經(jīng)有了還得去遍歷測(cè)試代碼比較麻煩。

2.1測(cè)試用例目錄結(jié)構(gòu)

    為此很有必要設(shè)計(jì)一套能良好管理和添加測(cè)試用例的體系結(jié)構(gòu)。

當(dāng)一個(gè)功能有很多組測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)，我們可以將測(cè)試用例數(shù)據(jù)全部存放在文件中，使測(cè)試用例和測(cè)試代碼分離開。由于測(cè)試用例脫離測(cè)試代碼而存在，可以很方便的進(jìn)行管理和維護(hù)。我們可以為每個(gè)要測(cè)試的函數(shù)（或功能）建個(gè)目錄，每個(gè)測(cè)試用例放在一個(gè)單獨(dú)的文本文件中，將所有對(duì)應(yīng)于該函數(shù)的測(cè)試數(shù)據(jù)文件全部放入該目錄下，當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)量很大時(shí)還可以在目錄下再創(chuàng)建相應(yīng)的子目錄，分類進(jìn)行管理。這樣可以方便測(cè)試用例的管理，而測(cè)試程序也只用專注于測(cè)試邏輯。還以測(cè)試周期會(huì)議預(yù)約功能的例子為基礎(chǔ)進(jìn)行討論。

圖2-1 測(cè)試用例目錄結(jié)構(gòu)圖

    由圖2-1上可以看到，當(dāng)某個(gè)函數(shù)(或功能)的測(cè)試用例很多時(shí)，還可以在“某功能測(cè)試用例總目錄”下再使用子目錄來劃分，若覺得劃分不夠細(xì)還可以繼續(xù)加深目錄層次，直到分類比較清晰為止。

由于測(cè)試用例數(shù)據(jù)和測(cè)試代碼進(jìn)行了分離，以后對(duì)于某個(gè)函數(shù)(或功能)有了新的測(cè)試用例時(shí)不用再去修改測(cè)試代碼，只需在該功能的測(cè)試數(shù)據(jù)目錄下添加新的測(cè)試用例文件即可。該功能的測(cè)試程序每次運(yùn)行時(shí)對(duì)于相應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)目錄下的每個(gè)測(cè)試用例文件(包括各級(jí)子目錄下的用例文件)都要執(zhí)行一遍。

    使用了目錄結(jié)構(gòu)對(duì)它們進(jìn)行了分門別類方便了以后的管理，正如良好的程序應(yīng)具有好的可讀性和維護(hù)性一樣，良好的測(cè)試數(shù)據(jù)也應(yīng)具有好的可讀性和維護(hù)性。

2.2測(cè)試用例文件結(jié)構(gòu)

       測(cè)試用例文件中存放測(cè)試用例初始化數(shù)據(jù)和測(cè)試完畢后的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)采用一般配置文件的格式，詳見圖2-2。

圖2-2 測(cè)試用例文件結(jié)構(gòu)圖

1)段名

配置文件中使用了段的概念，段相當(dāng)于C++中的NameSpace，每個(gè)段內(nèi)的關(guān)鍵字(Key)與其它段內(nèi)的關(guān)鍵字互不影響，Section即為段名。

2)關(guān)鍵字

關(guān)鍵字用來標(biāo)志不同元素的值，Key即為關(guān)鍵字的名字，關(guān)鍵字的名字不區(qū)分大小。

3)值

每個(gè)關(guān)鍵字都對(duì)應(yīng)一個(gè)值，Value 即為值，值要區(qū)分大小。

4)注釋

支持單行注釋，字符“#”后面的內(nèi)容為注釋。

5)行結(jié)構(gòu)

一行的結(jié)構(gòu)只能是以下幾種：

l         [Section]

l         Key=Value

l         空行

l         以上三中情況之一加上注釋

2.3測(cè)試程序通用庫(kù)

       測(cè)試數(shù)據(jù)從測(cè)試代碼中分離出來后，增加了管理測(cè)試數(shù)據(jù)文件和解析測(cè)試數(shù)據(jù)文件的代碼，這部分代碼是通用的，可以將它們組織成庫(kù)供開發(fā)測(cè)試程序時(shí)使用。

 

 

圖2-3 測(cè)試程序和測(cè)試通用庫(kù)關(guān)系圖

2.3.1管理測(cè)試數(shù)據(jù)文件的庫(kù)

管理測(cè)試數(shù)據(jù)文件的庫(kù)的功能如下：

1)獲取目錄下所有測(cè)試文件路徑的接口

能找出某個(gè)目錄下 (包括該目錄下所有子目錄)所有的測(cè)試文件(如“*.ini”文件)的路徑并存起來。

2)獲取下一個(gè)測(cè)試文件的接口

向用戶提供下一個(gè)測(cè)試文件的路徑，若已沒有下一測(cè)試文件則返回空。

2.3.2解析測(cè)試文件的庫(kù)

解析測(cè)試文件的庫(kù)的功能如下：

1)文件解析接口

按照 2.2測(cè)試用例文件結(jié)構(gòu) 中的文件結(jié)構(gòu)解析出一個(gè)測(cè)試文件。

2)獲取值的接口

向用戶提供測(cè)試文件中某個(gè)段內(nèi)某個(gè)關(guān)鍵字對(duì)應(yīng)的值。

由于測(cè)試文件的結(jié)構(gòu)和一般配置文件結(jié)構(gòu)一致，可以使用已有的庫(kù)來實(shí)現(xiàn)(如PWLIB中配置文件解析類)。

3.總結(jié)

一個(gè)完整的測(cè)試用例包含測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試代碼，當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)和代碼混在一起時(shí)給測(cè)試用例的維護(hù)帶來了很大困難，而且給測(cè)試代碼帶來許多冗余。本文提出了將測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試代碼分離的想法，并對(duì)怎樣進(jìn)行分離進(jìn)行了闡述。測(cè)試數(shù)據(jù)從測(cè)試代碼中分離出來后，使得測(cè)試數(shù)據(jù)維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。