单元测试是什么？怎么测？unittest、JUnit单元测试框架

单元测试是什么？怎么测？怎么判断测试结果？对于很多刚接触测试的同学，特别是代码能力较弱或作为初级测试工程师的小伙伴，可能对单元测试并不熟悉。你可能面试的时候知道一些概念，例如什么unittest、JUnit框架，但在实际操作中却缺乏具体的印象。本文将通过常见编程语言中的单元测试案例，为你提供详细的实操指导，帮助你深入理解单元测试的实现与应用。

一、什么是单元测试？

单元测试是针对代码中最小可测试单元（如函数、方法、类）的自动化测试，目的是验证其行为是否符合预期。它的核心特点是：

• 隔离性：每个测试用例独立运行，不依赖外部资源（如数据库、网络）。
• 快速反馈：测试执行速度快，适合在开发过程中频繁运行。
• 预防 Bug：通过早期发现问题，降低修复成本。

单元测试 vs 功能测试

特性	单元测试	功能测试
测试粒度	代码的最小单元（函数/方法）	完整的业务功能
执行速度	毫秒级	秒级或分钟级
依赖	无外部依赖（Mock/Stub）	可能需要真实环境

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二、常见的单元测试类型

1. 正常情况测试
   验证函数在合法输入下的正确输出。
   示例：add(2, 3) 应该返回 5。

2. 边界条件测试
   测试输入值的极端情况。
   示例：列表索引为 0 或 len(list)-1 时的行为。

3. 异常情况测试
   验证函数在非法输入时是否抛出预期异常。
   示例：传递 None 作为参数时是否抛出 TypeError。

4. 状态验证测试
   测试函数是否修改了对象的状态。
   示例：调用 list.append() 后列表长度是否增加。

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三、Python 单元测试实战（使用 unittest）

示例代码：计算器函数

# calculator.py
def add(a, b):
    return a + b

def divide(a, b):
    if b == 0:
        raise ValueError("Cannot divide by zero!")
    return a / b

单元测试代码

# test_calculator.py
import unittest
from calculator import add, divide

class TestCalculator(unittest.TestCase):
    # 正常情况测试
    def test_add_positive_numbers(self):
        self.assertEqual(add(2, 3), 5)  # 断言预期结果

    # 边界测试
    def test_add_zero(self):
        self.assertEqual(add(0, 0), 0)

    # 异常测试
    def test_divide_by_zero(self):
        with self.assertRaises(ValueError):  # 捕获预期异常
            divide(10, 0)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()  # 运行测试

运行测试

python -m unittest test_calculator.py

比如说 我们要测试 2+3=5 是否计算正确 可以在test_add_positive_numbers(self) 函数里输入函数参数预期值：
self.assertEqual(add(2, 3), 5) # 断言预期结果

运行完毕测试结果通过 则显示ok

那怎么判断，结果出错呢？假如我们就设定 2+3=6 是正确的，设置 self.assertEqual(add(2,3),6)，则单元测试就会判断原来的add函数出错返回给我们Error提示 5！=6 即 系统结果不符合测试结果！

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四、Java 单元测试实战（使用 JUnit 5 + Maven）

示例代码：计算器类

// Calculator.java
public class Calculator {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static double divide(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot divide by zero!");
        }
        return (double) a / b;
    }
}

单元测试代码

// CalculatorTest.java
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class CalculatorTest {
    // 正常情况测试
    @Test
    void testAddPositiveNumbers() {
        assertEquals(5, Calculator.add(2, 3)); // 注意参数顺序：预期值在前
    }

    // 边界测试
    @Test
    void testAddZero() {
        assertEquals(0, Calculator.add(0, 0));
    }

    // 异常测试
    @Test
    void testDivideByZero() {
        Exception exception = assertThrows(
            IllegalArgumentException.class,
            () -> Calculator.divide(10, 0)  // 使用Lambda表达式触发异常
        );
        assertTrue(exception.getMessage().contains("Cannot divide by zero!"));
    }
}

Maven 依赖

<!-- pom.xml -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter</artifactId>
        <version>5.8.2</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

运行测试

在 IDE 中右键点击测试类运行，或使用 Maven 命令：

mvn test

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五、关键技巧

1. 命名规范
   Python：测试方法名以 test_ 开头
   Java：方法名自由，但建议使用 Test 后缀的类名（如 CalculatorTest）

2. 断言方法

   操作	Python (unittest)	Java (JUnit 5)
   相等断言	assertEqual(a, b)	assertEquals(a, b)
   异常断言	assertRaises(Exception)	assertThrows(Exception)

3. 测试覆盖率工具
   Python：coverage 库
   Java：JaCoCo 或 Cobertura

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