标签：改善代码   重构   编程   

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        作为一名程序员，不知你是否在开发过程中也很少甚至不写测试程序，可能大多数人觉得这很正常，其实从个人角度来看也很正常，因为毕竟有测试人员专门进行测试的嘛！但是，如果能够认真观察程序员把最多时间耗在哪里，你就会发现，编写代码其实只占非常小的一部分。有些时间用来决定下一步干什么，另一些时间花在设计上，最多的时间则是用来调试。我敢肯定每一位读者都还记得自己花在调试上的无数个小时，无数次通宵达旦。每个程序员都能讲出花一天（甚至更多）时间只为找出一个小问题的故事。修复错误通常是很快的，但找出错误却是噩梦一场。当你修好一个错误时，总会有另一个错误出现，而且肯定要很久以后才会注意到它。那时你又得花时间去寻找它。看来我们真的有必要构筑测试体系了。

（Ⅰ）自测试代码的价值

        其实，如果认真观察程序员把最多时间耗在哪里，你就会发现，编写代码其实只占非常小的一部分。有些时间用来决定下一步干什么，另一些时间花在设计上，最多的时间则是用来调试。我敢肯定每一位读者都还记得自己花在调试上的无数个小时，无数次通宵达旦。每个程序员都能讲出花一天（甚至更多）时间只为找出一个小问题的故事。修复错误通常是很快的，但找出错误却是噩梦一场。当你修好一个错误时，总会有另一个错误出现，而且肯定要很久以后才会注意到它。那时你又得花时间去寻找它。

        所以，我们应该以长远的眼光来看待问题，而不能为了一时的方便造成以后的诸多不便。就像我们经常会对自己说：“呃，还不错，看起来已经能正常工作了，然后把已开发的代码仍在一边接着开发其它内容”。真的能正常工作？你亲眼看见它正常工作了吗？你测试过了吗？我们经常会自欺欺人，可能也不得不自欺欺人，因为开发人员哪有那么多时间的呀！但是，我们还是应该构筑测试体系，找出其中的问题。然而，编写优良的测试程序代码，可以极大提高我的编程速度，即使不进行重构也一样如此。

        我觉得每个类都应该有一个测试函数，并以它来测试自己这个类。一般情况下，我们都会进行增量式开发，所以在结束每次增量时，最好能够为每个类添加测试，以确保正确性。就像之前在开发的项目比较小的时候，大约每周增量一次，执行的测试也相当简单，尽管如此，做这些测试还是很麻烦的，因为每个测试都把结果输出到控制台，而又必须逐一检查它们。后来，意识到其实完全不必要盯着屏幕检查测试所得信息是否正确，大可以让计算机帮助来做。这样，就能确保所有测试都完全自动化，让它们检查自己的测试结果。

        一套测试就是一个强大的Bug侦探器，能够大大缩减查找Bug所需要的时间。当然，我们要说服别人也这么做并不是那么容易。编写测试程序，意味着要写很多额外的代码。除非你确切体验到这种方法对编程速度的提升，否则自我测试就显示不出它的意义。很多人根本没学过如何编写测试程序，甚至根本没考虑过测试，这对于编写自我测试代码也很不利。如果需要手动运行测试，那更是令人郁闷，没人愿意一直盯着屏幕看；但是如果可以自动运行，编写测试代码就真的很有趣。

        通常情况下，我们都认为测试代码应该在程序开发完成后再进行撰写。实际上，撰写测试代码的最有用的时机是在开始编程之前。每当你需要添加特性的时候，先写相应测试代码。这听起来好像离经叛道，其实不然。因为编写测试代码其实就是在问自己：添加这个功能到底要做些什么。编写测试代码还能够让你把注意力集中于接口而非实现，这永远都是好事。预先写好的测试代码也为你的工作安上一个明确的结束标志：一旦测试代码正常运行，工作就可以结束了。

        大道理听起来总是对的，尽管我相信每个人都可以从编写自我测试中受益，但这不是本文的重点。本文主要谈重构，而重构需要测试。如果你想重构，就必须编写测试代码。在JAVA中，常用的测试手法是testing main，意思是每个类都应该有一个用于测试的main()。这是一个合理的习惯，但可能不好操纵，这种做法其实很难轻松运行多个测试。比较好的做法是：建立一个独立类用于测试，并在一个框架中运行它，使测试工作更轻松。

（Ⅱ）JUnit测试框架

        （1）首先创建一个FileReaderTester类来测试文件读取器。任何包含测试代码的类（即测试用例）都必须继承测试框架所提供的TestCase类。其中Test是测试套件，其可以包含测试用例和其它测试套件。

public class FileReaderTester extends TestCase {
	public FileReaderTester(String method) {
		super(method);
	}
}

Bradman   99.95  50  82  10  6789 334    29
Pollock   60.95  22  60  4   2256 334    4
Marry     80.95  56  88  4   2256 334    29
Jone      77.65  70  67  4   6789 334*   11
Sutcliffe 63.25  56  80  8   6789 331934 18

        （3）进一步运用这个文件之前，我们要准备好测试夹具。TestCase提供两个函数：setUp()用来产生相关对象，tearDown()负责删除它们现在我们有适当的测试夹具，就可以开始编写测试代码了。首先测试read()，读取一些字符，然后检查后续读取的字符是否正确。

public void testRead throws Ioexception{
	 char ch = '&';
	 for(int i = 0; i < 4; i++){
	     ch = (char)_input.read();
	  assert('d' == ch)
	}
}

public static Test suite() {
	TestSuite suite = new TestSuite();
	suite.addTest(new FileReaderTester("testRead"));
	suite.addTest(new FileReaderTester("testReadAndEnd"));
	return suite;
}

        这个测试套件只含有一个测试用例对象，即FileReaderTester实例。创建测试用例对象时，把待测函数的名称以字符串的形式传给构造函数，从而创建出一个对象，用以测试被指定的函数，这个测试通过JAVA反射机制和对象关联。

        （2）还需要一个独立的TestRunner类，TestRunner有两个版本，这里我们选择“文字界面”版本。对于每个运行起来的测试，JUnit都会通过良好的用户界面输出，这样你就可以直观地看到测试进展。它会告诉你整个测试花了多少时间。如果所有测试没有出错，它就会说OK，并告诉你运行了多少个测试。

public static void main(String[] args) {
	junit.textui.TestRunner.run(suite());
}

        这样我们就能够很快发现错误在哪里，并对代码进行修改。在编写测试代码时，我们应该先让它失败。之所以这么做是为了证明：测试机制的确可以运行，并且测试的确测试了它该测试的东西。

        下面给出上面运行的详细代码，让你能够更好地了解测试代码：

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import junit.framework.Test;
import junit.framework.TestCase;
import junit.framework.TestSuite;

public class FileReaderTester extends TestCase {
	private FileReader _input = null;

	public FileReaderTester(String method) {
		super(method);
	}

	public static void main(String[] args) {
		junit.textui.TestRunner.run(suite());
	}

	@Override
	protected void setUp() throws Exception {
		try {
			_input = new FileReader("data.txt");
		} catch (Exception e) {
			throw new RuntimeException("不能打开测试文件");
		}
	}

	@Override
	protected void tearDown() throws Exception {
		try {
			_input.close();
		} catch (Exception e) {
			throw new RuntimeException("关闭测试文件错误");
		}
	}

	public void testRead() throws IOException {
		char ch = '&';
		for (int i = 0; i < 4; i++)
			ch = (char) _input.read();
		assertEquals('d', ch);
	}

	public static Test suite() {
		TestSuite suite = new TestSuite();
		suite.addTest(new FileReaderTester("testRead"));
		return suite;
	}

	public void testReadAndEnd() throws IOException {
		int ch = 1234;
		for (int i = 0; i < 141; i++)
			ch = _input.read();
		assertEquals(-1, ch);   //比较是否相等
	}
}

（Ⅲ）单元测试和功能测试

        JUnit框架的用途是单元测试。单元测试的目的是为了提高程序员的生产率。单元测试是高度局部化的东西，每个测试类都属于单一包。它能够测试其他包的接口，除此之外它将假设其他包一切正常。

       一般而言，功能测试尽可能把整个系统当作一个黑箱。面对一个拥有GUI的待测系统，它们通过GUI来操作那个系统。面对文件更新程序或数据库更新程序，功能测试只观察特定输入所导致的数据变化。

        一旦功能测试者或最终用户找到软件中的bug，要除掉它至少需要做两件事。当然必须要修改代码，才能排除错误，但你还应该添加一个单元测试，用来暴露这个bug。事实上，我们应该在收到bug报告时，首先编写一个单元测试，使bug浮现出来。

（Ⅳ）添加更多的测试

        现在我们应该添加更多的测试。我们遵循的原则是：观察类该做的所有事情，然后针对任何一项功能的任何一种可能失败情况，进行测试。记住，测试应该是一种风险驱动的行为，测试的目的是希望找出现在或未来可能出现的错误。所以我不会去测试那些仅仅读或写一个字段的访问函数，因为他们太简单了，不大可能出错。这一点也很重要，撰写过多的测试，往往测试量反而不够。测试你最担心出错的地方，这样你就能从测试工作中得到最大利益。
     （1）考虑可能出错的边界，把测试火力集中在那儿。

        测试的一项重要技巧就是“寻找边界条件”。对于read()而言，边界条件应该是第一个字符、最后一个字符、倒数第二个字符：

public void testReadBoundaries() throws IOException {
	assertEquals("read first char", 'B', _input.read());
	int ch;
	for (int i = 0; i < 222; i++)
		ch =  _input.read();
	assertEquals("read last char", 8, _input.read());

	assertEquals("read first char", -1, _input.read());

}

        你可以在断言中加一条消息。如果测试失败，这条消息就会被显示出来。

        “寻找边界条件”也包括寻找特殊的、可能导致测试失败的情况。对于文件相关测试，空文件是个不错的边界条件：

public void testEmptyRead() throws IOException {
	File empty = new File("empty.txt");
	FileOutputStream out = new FileOutputStream(empty);
	out.close();
	FileReader in  = new FileReader(empty);
	assertEquals(-1,in.read());
}

        测试时，别忘了检查预期的错误时候如期出现。如果你尝试在关闭流后再读取它，就应该得到一个IOException，这也应该被测试出来：

public void testReadAfterClose() throws IOException {
	_input.close();
	try {
		_input.read();
		fail("no exception for read past end");
	} catch (IOException e) {
		
	}
}

class MasterTester extends TestCase{
	
	public static void main(String[] args) {
		junit.textui.TestRunner.run(suite());
	}

	public static Test suite(){
		TestSuite suite = new TestSuite();
		suite.addTest(new TestSuite(FileReaderTester.class));
		suite.addTest(new TestSuite(FileWriterTester.class));
		//......
		return suite;
	}
}

       本文主要介绍了自测试代码的价值、运用JUnit测试框架进行简单的测试，目的就是为了说明构建自动测试对于开发人员来说是很重要的。其实，我们缺少的不是解决问题的能力，而缺少的是很难发现问题到底出在哪儿的能力。与其花那么多的时间去寻找一个bug，还不如在开发的过程中就将其扼杀掉。本文介绍的内容还是偏向理论方面，但是不得不介绍，因为重构需要一个可靠的测试环境，即使不重构编写测试程序也很重要。

       PS：下一篇文章将正式开启重构之门：重构笔记——提炼函数。希望本文对你有所帮助。

重构笔记——构筑测试体系

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