测试驱动开发

测试驱动开发,英文全称Test-Driven Development,简称TDD,是一种不同于传统软件开发流程的新型的开发方法。它要求在编写某个功能的代码之前先编写测试代码,然后只编写使测试通过的功能代码,通过测试来推动整个开发的进行。这有助于编写简洁可用和高质量的代码,并加速开发过程。

Kent Beck先生最早在其极限编程(XP)方法论中,向大家推荐“测试驱动”这一最佳实践,还专门撰写了《测试驱动开发》一书,详细说明如何实现。经过几年的迅猛发展,测试驱动开发已经成长为一门独立的软件开发技术,其名气甚至盖过了极限编程。

基本原理

测试驱动开发的基本思想就是在开发功能代码之前,先编写测试代码,然后只编写使测试通过的功能代码,从而以测试来驱动整个开发过程的进行。这有助于编写简洁可用和高质量的代码,有很高的灵活性和健壮性,能快速响应变化,并加速开发过程。

测试驱动开发的基本过程如下:

① 快速新增一个测试

② 运行所有的测试(有时候只需要运行一个或一部分),发现新增的测试不能通过

③ 做一些小小的改动,尽快地让测试程序可运行,为此可以在程序中使用一些不合情理的方法

④ 运行所有的测试,并且全部通过

⑤ 重构代码,以消除重复设计,优化设计结构

简单来说,就是不可运行/可运行/重构——这正是测试驱动开发的口号。

一个生动比喻

举个比较生动的例子,这个例子你一定已经在很多关于TDD的文献资料上都看到过,但它确实是一个不错的比喻。在此我进行了一些加工和扩展。

盖房子的时候,工人师傅砌墙,会先用桩子拉上线,以使砖能够垒的笔直,因为垒砖的时候都是以这根线为基准的。TDD就像这样,先写测试代码,就像工人师傅先用桩子拉上线,然后编码的时候以此为基准,只编写符合这个测试的功能代码。

而一个新手或菜鸟级的小师傅,却可能不知道拉线,而是直接把砖往上垒,垒了一些之后再看是否笔直,这时候可能会用一根线,量一下砌好的墙是否笔直,如果不直再进行校正,敲敲打打。使用传统的软件开发过程就像这样,我们先编码,编码完成之后才写测试程序,以此检验已写的代码是否正确,如果有错误再一点点修改。

你是希望先砌墙再拉线,还是希望先拉线再砌墙呢?如果你喜欢前者,那就算了,而如果你喜欢后者,那就转入TDD阵营吧!详细可参阅。

本质和优势

或许只有了解了测试驱动开发的本质和优势之后,你才会领略到她的无穷魅力。 测试驱动开发不是一种测试技术,它是一种分析技术、设计技术,更是一种组织所有开发活动的技术。相对于传统的结构化开发过程方法,它具有以下优势:

1) TDD根据客户需求编写测试用例,对功能的过程和接口都进行了设计,而且这种从使用者角度对代码进行的设计通常更符合后期开发的需求。因为关注用户反馈,可以及时响应需求变更,同时因为从使用者角度出发的简单设计,也可以更快地适应变化。

2) 出于易测试和测试独立性的要求,将促使我们实现松耦合的设计,并更多地依赖于接口而非具体的类,提高系统的可扩展性和抗变性。而且TDD明显地缩短了设计决策的反馈循环,使我们几秒或几分钟之内就能获得反馈。

3) 将测试工作提到编码之前,并频繁地运行所有测试,可以尽量地避免和尽早地发现错误,极大地降低了后续测试及修复的成本,提高了代码的质量。在测试的保护下,不断重构代码,以消除重复设计,优化设计结构,提高了代码的重用性,从而提高了软件产品的质量。

4) TDD提供了持续的回归测试,使我们拥有重构的勇气,因为代码的改动导致系统其他部分产生任何异常,测试都会立刻通知我们。完整的测试会帮助我们持续地跟踪整个系统的状态,因此我们就不需要担心会产生什么不可预知的副作用了。

5) TDD所产生的单元测试代码就是最完美的开发者文档,它们展示了所有的API该如何使用以及是如何运作的,而且它们与工作代码保持同步,永远是最新的。

6) TDD可以减轻压力、降低忧虑、提高我们对代码的信心、使我们拥有重构的勇气,这些都是快乐工作的重要前提。

7)快速的提高了开发效率

现状和前景

测试驱动开发的技术已得到越来越广泛的重视,但由于发展时间不长,相关应用并不是很成熟。现今越来越多的公司都在尝试实践测试驱动开发,但由于测试驱动开发对开发人员要求比较高,更与开发人员的传统思维习惯相违背,因此实践起来有一定困难。 美国不少著名软件公司如IBM很早就开始向敏捷转型,在此过程中,TDD通常是最重要也最艰难的一个,正如IBM开发转型部门副总裁Sue Mckinney所言:测试驱动开发前景非常诱人,但是“在这个过程中我们的付出可能也是最多的。”Forrester的高级分析师Dave West认为,测试驱动开发(TDD)就像是“圣杯”,但是“如果能达到这个目标,付出再多的辛苦也是值得的。”

我想,测试驱动开发的推广过程中,首要的问题是将开发人员长期以来形成的思维观念和意识形态转变过来,开发人员只喜欢编码,不喜欢测试,更无法理解为什么没有产品代码的时候就先写单元测试;其次是相关的技术支持,测试驱动开发对开发人员提出了更高的要求,不仅要掌握测试和重构,还要懂得设计模式等设计方面的知识。

正像每种革命性的产物刚刚产生之初所必然要经历的艰难历程,测试驱动开发也正在经历着,但她正在逐渐走向成熟,前途一片光明。相信未来几年内,国内的一定会越来越多的软件企业开始普及测试驱动开发。