单元测试中内部输入的六种情形_一个测试用例内部输入-优快云博客

1、自然输入

　　自然输入是指对底层函数的正常调用即可获得的内部输入。代码一中Compare()函数内，int a1 = GetArea(r)；可以自然取得外接正方形的面积。如果外接正方形面积a1要得到某个预期的值，要传递合适的半径r，半径r称为间接输入。间接输入需根据自然输入及底层函数的功能来倒推，要获得符合预期的自然输入有三个条件：一是底层函数存在，二是底层函数正确，三是间接输入正确。很多时候，自然输入很简单，而间接输入很复杂，这就是难于初始化。

　　2、不可控

　　是指调用实际代码，但实际代码的输出难于控制，无法产生测试需要的指定值。例如，底层函数返回一个随机数，就是不可控。在实际项目中，不可控是很常见的，下面的代码是空调控制程序中的一个函数：

extern int GetTemperature(int *pTemperature); //取环境温度
int gExpectTemperature = 25;    //全局变量，预设的目标温度
/*
功能: 空调控制程序片断，取得环境温度并计算制冷器需运行的时间
参数: pWorkTime, 输出参数，保存制冷器需运行的时间
返回: int类型，如果函数执行失败，返回0，否则返回非0值
*/
int WorkTime(int *pWorkTime)
{
      int success = 0; //取环境温度是否成功
    int temperature; //环境温度

//取环境温度，这是测试难点
success = GetTemperature(&temperature);

if(!success) return 0;

      //计算温度差，gExpectTemperature是全局变量
      int TempDiff = temperature - gExpectTemperature;
      if(TempDiff <= 0) return 0;

if(pWorkTime == 0) return 0;

      //为了简化问题，这里假设温差一度，需运行60秒
    *pWorkTime = TempDiff * 60;
    return 1;
}

　　测试的难点在于success = GetTemperature(&temperature)；，这行代码调用GetTemperature()取环境温度，如果操作成功，success等于1，操作不成功，success等于0；取得的环境温度保存在局部变量int temperature中。假设在实际环境中测试，调用的都是实际代码。首先要设定预期的温度gExpectTemperature，例如设为25，这是全局变量，容易做到。还要测试各种环境温度下程序的行为，例如，至少要测试25，大于25和小于25三种情况，显然，这是很困难的，真实的环境温度在短时间内很难大幅变化，即使大幅变化，也未必符合测试需求，这就是不可控。

　　3、失真

　　失真是打桩造成的，是打桩的必然后果。上面的示例，假如GetTemperature()未实现，或者由于解耦合的目的必须隔离，或者试图解决不可控的问题打桩来代替，桩代码大致是这个样子：

int GetTemperature(int *pTemperature)
{
return 0;
}

　　直接返回0，此外什么也不做。调用GetTemperature()后，success总是为0，环境温度temperature未初始化，测试无法进行。

　　如何解决失真？一种思路是修改桩代码，使它实现一些功能，例如，给每个用例起一个名字，桩代码判断当前用例名并做合适的操作。这种方法比较麻烦，并且只能适应简单情形。一个桩可能被同一函数在同一用例多次调用，每次要求输出不同；一个桩可能被多个函数调用；一个函数又可能调用多个桩；一个函数可能需要十几个用例，随时可能补充和修改用例。要维护用例名和桩行为的对应关系，无疑是一场噩梦

　4、难于初始化

　　前面介绍自然输入时提到：如果圆的外接正方形面积a1要得到某个预期的值，要传递合适的半径r，这是通过外部输入来获得预期的内部输入，即需要倒推外部输入。这个工作常常是很困难的，如果要设定的不是圆的外接正方形的面积，而是圆的面积，就困难得多，例如要求圆的面积为10.00，半径应该是多少？另外，很多时候，为了获得一个简单的内部输入，需要做复杂的初始化工作，请看下面的示例：

/*
功能: 将PERSON对象指针保存到表中，如果名字已存在，则不保存并返回0
参数: pData, 需保存的对象指针
          map, 保存对象指针的映射表
返回: 如果加入失败，返回0，否则返回非0值
*/
int AddPerson(PERSON *pData, CPersonMap *map)
{
    if(map->Search(&pData->name)) return 0;

      map->Add(pData);
      return 1;
}

　　参数PERSON *pData是结构指针，记录一个“人”的资料，结构PERSON含有一个字符串成员name，记录“人”的名字。参数CpersonMap *map是一个映射表，以名字为key保存PERSON的对象指针。代码很简单，当名字已在表中存在时，直接返回0，否则保存到映射表。测试时要使map->Search(&pData->name)返回true，一般的方法是在表中预先加入相应的数据，这可能很麻烦，如果能直接让map->Search(&pData->name)返回true，既简单又直接。

　　难于初始化非常常见，尤其在测试比较高层的函数时，很多输入都是间接输入，本身很复杂，但被测函数并不对其直接读写，只是传递给底层函数以获得一个简单的内部输入，如果我们转换思路，不设定间接输入，而是想办法直接设定内部输入，工作量将会大幅减少。

　　5、静态输入

　　是指局部静态变量形成的输入。局部静态变量与全局变量一样，每个用例也可能需设定不同的初始值(输入)，但却无法外部访问，因此，局部静态变量也会形成内部输入。请看下面的代码：

/*
功能: 游戏程序中用于计算打击效果的代码片断，连续打击时效果随次数递减
参数: reset，为true时重置打击次数
返回: int类型，打击效果
*/
int PowerEffect(bool reset)
{
    //打击次数，由于是局部变量，用例中无法访问，形成测试难点
staticint times = 0;
if(reset) times = 0;
        times++;

    int effect[] = {9, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0};
    if(times >= sizeof(effect) / sizeof(effect[0]))
        return 0;
    return effect[times];
}

　　打击次数times是一个局部静态变量，局部变量无法外部访问，这给测试造成了困难。这个示例中，打击次数只是简单递加，还有可能通过适当排列用例，或插入若干前置调用来控制它的值，但在实际项目中，未必那么简单，因此，静态输入也是一种必须解决的内部输入。

　　6、中断输入

　　中断输入常见于嵌入式项目。是指被测函数运行过程中，在某个位置，系统调用了一个中断函数，该函数修改了某个全局变量，如果被修改的全局变量对被测函数的功能逻辑造成影响，那么测试时也必须考虑。

　　7、总结

　　前面列出了内部输入的六种情形，后五种是影响单元测试能否顺利实施的关键难点。有趣的是，内部输入的问题通常会被归结为“代码可测性差”，解决办法是改良代码提高可测性，这是不现实的，这些问题大量存在并且多数不可能消除。单元测试方法或工具，如果无法解决内部输入问题，就无法适应实际项目的测试，这不是代码可测性问题，而是方法或工具的可用性问题。解决内部输入的方法主要有两种：编写桩代码，底层模拟，下篇文章会进一步介绍。