本文介绍了测试驱动开发(TDD)的概念，并通过Java实现井字游戏的开发过程来展示TDD的实践。首先定义了TDD的“红灯-绿灯-重构”流程，然后详细讲解了游戏的需求，包括边界条件和非法位置的处理。通过JUnit编写测试用例，逐步实现并重构代码，确保每个功能都能通过测试。最后，分享了作者对TDD的实际体验和感受。
TDD 介绍
TDD是测试驱动开发(Test-Driven Development)的英文简称，是敏捷开发中的一项核心实践和技术，也是一种设计方法论。TDD的原理是在开发功能代码之前，先编写单元测试用例代码，测试代码确定需要编写什么产品代码。TDD虽是敏捷方法的核心实践，但不只适用于XP(Extreme Programming)，同样可以适用于其他开发方法和过程。
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### 准备工具
TDD只是一种开发模式，它并没有用到新的技术。
Java : 因为它是主流的编程语言，应用广泛，相关实践也非常多。
IntelliJ-IDEA : Java 主流IDE(集成开发工具)。
JUnit ： Java 主流单元测试框架，当然，你选择 TestNG 也是完全可以的。
Gradle : 构建工具。
#### TDD 开发模式
“红灯 -- 绿灯 -- 重构” 流程是TDD的基石。 这个过程就像打乒乓球，快速的在测试代码和实现代码之间切换。
TDD 开的过程： 每次只考虑一个需求。首先编写一个测试，看看它是否未通过；然后编写实现这个测试的代码，运行所有测试并验证它们是否全部通过；最后，通过重构改进代码。不断重复这个过程，直到成功实现所有需求。
### 需求
本系列实战 “井字游戏” ，这是一个非常简单的小游戏。
说明：
是一种在3*3格子上进行的连珠游戏，和五子棋比较类似，由于棋盘一般不画边框，格线排成井字故得名。游戏需要的工具仅为纸和笔，然后由分别代表O和X的两个游戏者轮流在格子里留下标记(一般来说先手者为X)。由最先在任意一条直线上成功连接三个标记的一方获胜。
不会玩的同学可以先去完两把：井字小游戏。
## 需求1
先定义边界，以及将棋子放在哪些地方非法。
可将棋子放在3×3棋盘上任何没有棋子的地方。
将需求分成三个测试：
如果棋子放在超出了X轴边界的地方，就引发 RuntimeException 异常。
如果棋子放在超出了Y轴边界的地方，就引发 RuntimeException 异常。
如果棋子放在已经有棋子的地方，就引发 RuntimeException 异常。
#### 测试用例 1
默认你已经会使用 JUnit 单元测试框架了，根据上面的三个测试，我们先来完成第一个。
import org.junit.Before;
import org.junit.Rule;
import org.junit.Test;
import org.junit.rules.ExpectedException;
public class TicTacToeTest {
@Rule
public ExpectedException exception = ExpectedException.none();
private TicTacToe ticTacToe;
@Before
public final void before() {
ticTacToe = new TicTacToe();
}
@Test
public void whenXOutsideBoardThenRuntimeException() {
exception.expect(RuntimeException.class);
ticTacToe.play(5, 2);
}
}
测试调用 TicTacToe 类的 play() 方法，假设第一个参数是 x 轴，第二个参数是 y 轴，前面需求已经规定，棋盘是3×3的规格，所以参数必须不能小于1或大于3。
x 轴为5会引发异常。在 whenXOutsideBoardThenRuntimeException() 测试用例中，预期这被测代码会抛出 RuntimeException异常。
实现功能 1
接下来，我们要实现功能代码了，以满足测试用例通过。
public class TicTacToe {
public void play(int x, int y) {
if (x < 1 || x > 3) {
throw new RuntimeException("X is outside board");
}
}
}
实现代码非常简单，创建TicTacToe 类和 play() 方法，判断 x 参数，如果小于1或大于3 将抛出 RuntimeException异常。
** 现在再次执行 测试用例 1 检查它是否运行通过。
#### 测试用例 2
继续在 TicTacToeTest 测试类中创建将的测试用例。
……
@Test
public void whenYOutsideBoardThenRuntimeException(){
exception.expect(RuntimeException.class);
ticTacToe.play(2,5);
}
这条用例用于验证棋盘 y 轴范围抛 RuntimeException 异常。
实现功能 2
继续修改 TicTacToe 的功能代码。使 测试用例2 运行通过。
public class TicTacToe {
public void play(int x, int y) {
if (x < 1 || x > 3) {
throw new RuntimeException("X is outside board");
}else if(y < 1 || y > 3){
throw new RuntimeException("Y is outside board");
}
}
}
这里针对 play()方法，增加对参数 y 的判断，如果小于1或大于3则抛出RuntimeException异常。
** 现在再次执行 测试用例 2 检查它是否运行通过。
** 另外，保证 测试用例 1 也是可以运行通过的。
#### 测试用例 3
继续在 TicTacToeTest 测试类中创建将的测试用例。
……
@Test
public void whenOccupiedThenRuntimeException(){
ticTacToe.play(2,1);
exception.expect(RuntimeException.class);
ticTacToe.play(2,1);
}
如果棋盘上的格子已经被占用，那么不允许再放子上去。
实现功能 3
为了实现测试用例3 ，应该将棋子的位置存储在一个数组中。每当玩家放置新棋子时，都应确认棋子放在未占用的位置，否则引发异常。
public class TicTacToe {
private Character[][] board = {
{'\0','\0','\0'},
{'\0','\0','\0'},
{'\0','\0','\0'}
};
public void play(int x, int y){
if(x < 1 || x > 3){
throw new RuntimeException("X is outside board");
}else if(y < 1 || y > 3){
throw new RuntimeException("X is outside board");
}
if(board[x-1][y-1] != '\0'){
throw new RuntimeException("Box is occupied");
}else {
board[x-1][y-1] = 'X';
}
}
}
检查放置棋子的位置是否被占用，如果未占用，就将相应数组元素的值从空(\0)改为占用(X)，注意， 我们还没有记录棋子是谁(X 还是 O)的。
** 再次执行 测试用例 1、2、3 ，使它们全部运行通过。
#### 重构
虽然 TicTacToe 代码已经满足了测试的需求，但是有点令人迷惑。所以需要对现有的代码进行重构。
public class TicTacToe {
private Character[][] board = {
{'\0','\0','\0'},
{'\0','\0','\0'},
{'\0','\0','\0'}
};
public void play(int x, int y){
checkAxis(x);
checkAxis(y);
setBox(x, y);
}
private void checkAxis(int axis){
if(axis <1 || axis > 3){
throw new RuntimeException("X is outside board");
}
}
private void setBox(int x, int y){
if(board[x-1][y-1] != '\0'){
throw new RuntimeException("Box is occupied");
}else {
board[x-1][y-1] = 'X';
}
}
}
这次重构，对paly()的处理逻辑进行了拆分，功能与重构前一样。因为我们有测试代码，所以不用担心重构会带来bug。
** 再次执行 测试用例 1、2、3 ，使它们全部运行通过。
### 完整实例
本系列中的例子，来自《Java 测试驱动开发》 一书，我这几天在看，本身不厚，两百多页，内容也不虚，我很讨厌，概念讲的高大上，例子只贴关键代码，这种书根本没法下手操作。而这本书中的例子是可以跟着敲下来的，虽然代码有些小错误。如果感兴趣的同学，可以买正版支持一下，我自己写书，所以知道写书的辛苦。
说说TDD 的感受，就是很爽！
看到每次测试用例全部通过很爽！！
重构代码很爽！！ 因为有测试用例这一牢靠的后盾。
看到这样一张报告，不知道你是否为对自己开发的代码充满了信心。我想这就是 TDD 的魅力！！
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