java单元测试用例模板

① 如何使用junit4写单元测试用例

我们在哪历编写大型程序的时候，需要写成千上万个 方法或函数，这些函数的功能可能很强大，但我们在程序中只用到该函数的一小部分功能，并且经过调试可以确定，这一小部分功能是正确的。但是，我们同时应该 确保每一个函数都完全正确，因为如果我们今后如果对程序进行扩展，用到了某个函数的其他功能，而这个功能有bug的话，那绝对是一件非常郁闷的事情。所以 说，每编写完一个函数之后，都应该对这个函数的方方面面进行测试，这样凳樱的测试我们称之为单元测试。传统的编程方式，进行单元测试是一件很麻烦的事情，你要 重新写另外一个程序，在该程序中调用你需要测试的方法，并且仔细观察运行结果，看看是否有错。正因为如此麻烦，所以程序员们编写单元测试的热情不是很高。 于是有一个牛人推出了单元测试包，大大简化了进行单元测试所要做的工作，这就是JUnit4。本文简要介绍一下在Eclipse3.2中使用JUnit4 进行单元测试的方法。
首先，我们来一个傻瓜式速成教程，不要问为什么，Follow Me，先来体验一下单元测试的快枣缓丛感！
首先新建一个项目叫JUnit_Test，我们编写一个Calculator类，这是一个能够简单实现加减乘除、平方、开方的计算器类，然后对这些功能进行单元测试。这个类并不是很完美，我们故意保留了一些Bug用于演示，这些Bug在注释中都有说明。该类代码如下：
package andycpp;
public class Calculator …{
private static int result; // 静态变量，用于存储运行结果
public void add(int n) …{
result = result + n;
}
public void substract(int n) …{
result = result – 1; //Bug: 正确的应该是 result =result-n
}
public void multiply(int n) …{
} // 此方法尚未写好
public void divide(int n) …{
result = result / n;
}
public void square(int n) …{
result = n * n;
}
public void squareRoot(int n) …{
for (;;); //Bug : 死循环
}
public void clear() …{ // 将结果清零
result = 0;
}
public int getResult() …{
return result;
}
}
第二步，将JUnit4单元测试包引入这个项目：在该项目上点右键，点“属性”，
在弹出的属性窗口中，首先在左边选择“java Build Path”，然后到右上选择“Libraries”标签，之后在最右边点击“Add Library…”按钮，如下图所示：

然后在新弹出的对话框中选择JUnit4并点击确定，如上图所示，JUnit4软件包就被包含进我们这个项目了。
第三步，生成JUnit测试框架：在Eclipse的Package Explorer中用右键点击该类弹出菜单，选择“New à JUnit Test Case”。

在弹出的对话框中，进行相应的选择

点击“下一步”后，系统会自动列出你这个类中包含的方法，选择你要进行测试的方法。此例中，我们仅对“加、减、乘、除”四个方法进行测试。
之后系统会自动生成一个新类CalculatorTest，里面包含一些空的测试用例。你只需要将这些测试用例稍作修改即可使用。完整的CalculatorTest代码如下：
package andycpp;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Before;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
public class CalculatorTest …{
private static Calculator calculator = new Calculator();
@Before
public void setUp() throws Exception …{
calculator.clear();
}
@Test
public void testAdd() …{
calculator.add(2);
calculator.add(3);
assertEquals(5, calculator.getResult());
}

@Test
public void testSubstract() …{
calculator.add(10);
calculator.substract(2);
assertEquals(8, calculator.getResult());
}
@Ignore(“Multiply() Not yet implemented”)
@Test
public void testMultiply() …{
}
@Test
public void testDivide() …{
calculator.add(8);
calculator.divide(2);
assertEquals(4, calculator.getResult());
}
}
第四步，运行测试代码：按照上述代码修改完毕后，我们在CalculatorTest类上点右键，选择“Run As à JUnit Test”来运行我们的测试，如下图所示：

运行结果如下：
进度条是红颜色表示发现错误，具体的测试结果在进度条上面有表示“共进行了4个测试，其中1个测试被忽略，一个测试失败”
至此，我们已经完整体验了在Eclipse中使用JUnit的方法。在接下来的文章中，我会详细解释测试代码中的每一个细节！

② 单元测试的测试用例

下面说说测试用例、输入数据及预期输出。输入数据是测试用例的核心，对输入数据的定义是：被测试函数所读取的外部数据及这些数据的初始值。外部数据是对于被测试函数来说的，实际上就是除了局部变量以外的其他数据，老纳把这些数据分为几类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体。IO媒体是指文件、数据库或其他储存或传输数据的媒体，例如，被测试函数要从文件或数据库读取数据，那么，文件或数据库中的原始数据也属于输入数据。一个函数无论多复杂，都无非是对这几类数据的读取、计算和写入。预期输出是指：返回值及被测试函数所写入的外部数据的结果值。返回值就不用说了，被测试函数进行了写操作的参数（输出参数）、成员变量、全局变量、IO媒体，它们的预期的结果值都是预期输出。一个测试用例，就是设定输入数据，运行被测试函数，然后判断实际输出是否符合预期。下面举一个与成员变量有关的例子： void CMyClass::Grow(int years)
{
mAge += years;
if(mAge < 10)
mPhase = 儿童;
else if(mAge <20)
mPhase = 少年;
else if(mAge <45)
mPhase = 青年;
else if(mAge <60)
mPhase = 中年;
else
mPhase = 老年;
}
测试函数中的一个测试用例：
CaseBegin();{
int years = 1;
pObj->mAge = 8;
pObj->Grow(years);
ASSERT( pObj->mAge == 9 );
ASSERT( pObj->mPhase == 儿童 );
}CaseEnd();
在输入数据中对被测试类的成员变量mAge进行赋值，在预期输出中断言成员变量的值。现在可以看到老纳所推荐的格式的好处了吧，这种格式可以适应很复杂的测试。在输入数据部分还可以调用其他成员函数，例如：执行被测试函数前可能需要读取文件中的数据保存到成员变量，或需要连接数据库，老纳把这些操作称为初始化操作。例如，上例中 ASSERT( ...)之前可以加pObj->OpenFile();。为了访问私有成员，可以将测试类定义为产品类的友元类。例如，定义一个宏：
#define UNIT_TEST(cls) friend class cls##Tester;
然后在产品类声明中加一行代码：UNIT_TEST(ClassName)。 下面谈谈测试用例设计。前面已经说了，测试用例的核心是输入数据。预期输出是依据输入数据和程序功能来确定的，也就是说，对于某一程序，输入数据确定了，预期输出也就可以确定了，至于生成/销毁被测试对象和运行测试的语句，是所有测试用例都大同小异的，因此，我们讨论测试用例时，只讨论输入数据。
前面说过，输入数据包括四类：参数、成员变量、全局变量、IO媒体，这四类数据中，只要所测试的程序需要执行读操作的，就要设定其初始值，其中，前两类比较常用，后两类较少用。显然，把输入数据的所有可能取值都进行测试，是不可能也是无意义的，我们应该用一定的规则选择有代表性的数据作为输入数据，主要有三种：正常输入，边界输入，非法输入，每种输入还可以分类，也就是平常说的等价类法，每类取一个数据作为输入数据，如果测试通过，可以肯定同类的其他输入也是可以通过的。下面举例说明：
正常输入
例如字符串的Trim函数，功能是将字符串前后的空格去除，那么正常的输入可以有四类：前面有空格；后面有空格；前后均有空格；前后均无空格。
边界输入
上例中空字符串可以看作是边界输入。
再如一个表示年龄的参数，它的有效范围是0-100，那么边界输入有两个：0和100。
非法输入
非法输入是正常取值范围以外的数据，或使代码不能完成正常功能的输入，如上例中表示年龄的参数，小于0或大于100都是非法输入，再如一个进行文件操作的函数，非法输入有这么几类：文件不存在；目录不存在；文件正在被其他程序打开；权限错误。
如果函数使用了外部数据，则正常输入是肯定会有的，而边界输入和非法输入不是所有函数都有。一般情况下，即使没有设计文档，考虑以上三种输入也可以找出函数的基本功能点。实际上，单元测试与代码编写是“一体两面”的关系，编码时对上述三种输入都是必须考虑的，否则代码的健壮性就会成问题。
白盒覆盖
上面所说的测试数据都是针对程序的功能来设计的，就是所谓的黑盒测试。单元测试还需要从另一个角度来设计测试数据，即针对程序的逻辑结构来设计测试用例，就是所谓的白盒测试。在老纳看来，如果黑盒测试是足够充分的，那么白盒测试就没有必要，可惜“足够充分”只是一种理想状态，例如：真的是所有功能点都测试了吗？程序的功能点是人为的定义，常常是不全面的；各个输入数据之间，有些组合可能会产生问题，怎样保证这些组合都经过了测试？难于衡量测试的完整性是黑盒测试的主要缺陷，而白盒测试恰恰具有易于衡量测试完整性的优点，两者之间具有极好的互补性，例如：完成功能测试后统计语句覆盖率，如果语句覆盖未完成，很可能是未覆盖的语句所对应的功能点未测试。
白盒测试针对程序的逻辑结构设计测试用例，用逻辑覆盖率来衡量测试的完整性。逻辑单位主要有：语句、分支、条件、条件值、条件值组合，路径。语句覆盖就是覆盖所有的语句，其他类推。另外还有一种判定条件覆盖，其实是分支覆盖与条件覆盖的组合，在此不作讨论。跟条件有关的覆盖就有三种，解释一下：条件覆盖是指覆盖所有的条件表达式，即所有的条件表达式都至少计算一次，不考虑计算结果；条件值覆盖是指覆盖条件的所有可能取值，即每个条件的取真值和取假值都要至少计算一次；条件值组合覆盖是指覆盖所有条件取值的所有可能组合。老纳做过一些粗浅的研究，发现与条件直接有关的错误主要是逻辑操作符错误，例如：||写成&&，漏了写！什么的，采用分支覆盖与条件覆盖的组合，基本上可以发现这些错误，另一方面，条件值覆盖与条件值组合覆盖往往需要大量的测试用例，因此，在老纳看来，条件值覆盖和条件值组合覆盖的效费比偏低。效费比较高且完整性也足够的测试要求是这样的：完成功能测试，完成语句覆盖、条件覆盖、分支覆盖、路径覆盖。做过单元测试的朋友恐怕会对老纳提出的测试要求给予一个字的评价：晕！或者两个字的评价：狂晕！因为这似乎是不可能的要求，要达到这种测试完整性，其测试成本是不可想象的，不过，出家人不打逛语，老纳之所以提出这种测试要求，是因为利用一些工具，可以在较低的成本下达到这种测试要求，后面将会作进一步介绍。
关于白盒测试用例的设计，程序测试领域的书籍一般都有讲述，普通方法是画出程序的逻辑结构图如程序流程图或控制流图，根据逻辑结构图设计测试用例，这些是纯粹的白盒测试，不是老纳想推荐的方式。老纳所推荐的方法是：先完成黑盒测试，然后统计白盒覆盖率，针对未覆盖的逻辑单位设计测试用例覆盖它，例如，先检查是否有语句未覆盖，有的话设计测试用例覆盖它，然后用同样方法完成条件覆盖、分支覆盖和路径覆盖，这样的话，既检验了黑盒测试的完整性，又避免了重复的工作，用较少的时间成本达到非常高的测试完整性。不过，这些工作可不是手工能完成的，必须借助于工具，后面会介绍可以完成这些工作的测试工具。

③ 写好单元测试的8个小技巧，一文总结！

当测试驱动开发在业界愈发流行，对单元测试的要求也在提升。以下是一些编写高效单元测试的实用技巧：

• 代码路径与测试代码一致: 测试代码文件路径与开发代码路径保持一致，但不一定是完全相同，如图1、2所示，"/java/ru/yandex/clickhouse/"下的测试代码文件ClickHouseConnectionTest.java。


• 清晰命名: 测试文件名应反映其测试内容，如图2中的"ClickHouseConnectionTest"，明确指代测试目标。


• 明确测试目标: 单元测试的名称应长而具体，如testMaxMemoryUsage()，以便快速识别测试内容。


• 单个功能测试: 每个测试用例专注于一个功能，避免混合多个测试，如图4所示，针对不同功能进行配置和查询测试。


• 独立性: 确保测试间的独立，避免依赖，如提取通用配置到初始化阶段。


• 异常清晰反馈: 抛出清晰的异常信息，如使用Assert.assertEquals()而非Assert.assertTrue()，以便于定位问题。


• 避免过度追求覆盖率: 100%覆盖率不等于全面覆盖，关注功能测试而非代码路径，避免冗余测试。


• 从功能出发编写: 依据被调用的模块编写测试用例，关注功能而非代码。


• 注释的重要性: 添加注释帮助理解代码，提升代码可读性。


• 分类与效率: 当测试用例众多时，按类别划分并标记，如图5的"unit"标签，方便快速定位和运行。

以上这些小技巧能帮助你编写更有效的单元测试，提升软件开发的质量和效率。

④ 在项目中怎么用junit写单元测试用例

首先我们需要先下载相应的 JUnit 相关的 JAR 包，下载的过程可以去 JUnit 的官方网站，也可以直接通过 Maven 资源仓库来完成。

使用简单的 @Test 注解实现我们的测试方法的编写和执行
准备工作做好之后，接下来我们就可以开始尝试编写壹个简单的测试代码了。首先，我们编写了壹个 Calculator 类，并提供五个方法分别完成加减乘除以及求平方的运算。代码如下：

package net.oschina.rrfhoinn.main;
public class Calculator {
public void add(int n){
result += n;
}
public void substract(int n){
result -= n;
}
public void multiply(int n){
result *= n;
}
public void divide(int n){
result /= n;
}
public void square(int n){
result = n * n;
}
public int getReuslt(){
return result;
}
public void clear(){
result = 0;
}
private static int result;
}


在测试类中用到了JUnit4框架，自然要把相应地Package包含进来。最主要地一个Package就是org.junit.*。把它包含进来之后，绝大部分功能就有了。还有一句话也非常地重要“import static org.junit.Assert.*;”，我们在测试的时候使用的壹系列assertEquals()方法就来自这个包。大家注意壹下，这是壹个静态包含（static），是JDK5中新增添的壹个功能。也就是说，assertEquals是Assert类中的壹系列的静态方法，壹般的使用方式是Assert. assertEquals()，但是使用了静态包含后，前面的类名就可以省略了，使用起来更加的方便。
另外要注意的是，我们的测试类是壹个独立的类，没有任何父类。测试类的名字也可以任意命名，没有任何局限性。所以我们不能通过类的声明来判断它是不是一个测试类，它与普通类的区别在于它内部的方法的声明，我们接着会讲到。在测试类中，并不是每壹个方法都是用于测试的，所以我们必须使用“注解”来明确表明哪些是测试方法。“注解”也是JDK5的壹个新特性，用在此处非常恰当。我们可以看到，在某些方法的前有@Before、@Test、@Ignore等字样，这些就是注解，以壹个“@”作为开头。这些注解都是JUnit4自定义的，熟练掌握这些注解的含义，对于编写恰当的测试类非常重要。

接下来我们创建壹个测试类 CalculatorTest.java，代码如下：

package net.oschina.rrfhoinn.test;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
import net.oschina.rrfhoinn.main.Calculator;
public class CalculatorTest {
private static Calculator calculator = new Calculator();
@Test
public void testAdd(){
calculator.add(7);
calculator.add(8);
assertEquals(15, calculator.getReuslt());
}
}


首先，我们要在方法的前面使用@Test标注，以表明这是壹个测试方法。对于方法的声明也有如下要求：名字可以随便取，没有任何限制，但是返回值必须为void，而且不能有任何参数。如果违反这些规定，会在运行时抛出壹个异常。至于方法内该写些什么，那就要看你需要测试些什么了。比如上述代码中，我们想测试壹下add()方法的功能是否正确，就在测试方法中调用几次add函数，初始值为0，先加7，再加8，我们期待的结果应该是15。如果最终实际结果也是15，则说明add()方法是正确的，反之说明它是错的。assertEquals(15, calculator.getResult());就是用来判断期待结果和实际结果是否相等，其中第壹个参数填写期待结果，第二个参数填写实际结果，也就是通过计算得到的结果。这样写好之后，JUnit 会自动进行测试并把测试结果反馈给用户。
如果想运行它，可以在 eclipse 的资源管理器中选择该类文件，然后点击右键，选择 Run As->JUnit Test 即可看到运行结果。

使用@Test 的属性 Ignore 指定测试时跳过这个方法
如果在写程序前做了很好的规划，那么哪些方法是什么功能都应该实现并且确定下来。因此，即使该方法尚未完成，他的具体功能也是确定的，这也就意味着你可以为他编写测试用例。但是，如果你已经把该方法的测试用例写完，但该方法尚未完成，那么测试的时候无疑是“失败”。这种失败和真正的失败是有区别的，因此 JUnit 提供了壹种方法来区别他们，那就是在这种测试函数的前面加上 @Ignore 标注，这个标注的含义就是“某些方法尚未完成，暂不参与此次测试”。这样的话测试结果就会提示你有几个测试被忽略，而不是失败。壹旦你完成了相应函数，只需要把@Ignore标注删去，就可以进行正常的测试。
比如说上面的测试类 Calculator.java 中，假设我们的 Calculator 类的 multiply() 方法没有实现，我们可以在测试类 CalculatorTest 中先写如下测试代码：

package net.oschina.rrfhoinn.test;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
import net.oschina.rrfhoinn.main.Calculator;
public class CalculatorTest {
private static Calculator calculator = new Calculator();
... //此处代码省略
@Ignore("method square() not implemented, please test this later...")
@Test
public void testSquare(){
calculator.square(3);
assertEquals(9, calculator.getReuslt());
}
}


我们再运行壹次测试，会看到如下结果，从图中可以很明显的看出，方法testSquare() 上的 @Ignore 注解已经生效了，运行时直接跳过了它，而方法testAdd()仍然正常的运行并通过了测试。

使用注解 @Before 和 @After 来完成前置工作和后置工作
前置工作通常是指我们的测试方法在运行之前需要做的壹些准备工作，如数据库的连接、文件的加载、输入数据的准备等需要在运行测试方法之前做的事情，都属于前置工作；类似的，后置工作则是指测试方法在运行之后的壹些要做的事情，如释放数据库连接、输入输出流的关闭等；比如我们上面的测试，由于只声明了壹个 Calculator 对象，他的初始值是0，但是测试完加法操作后，他的值就不是0了；接下来测试减法操作，就必然要考虑上次加法操作的结果。这绝对是壹个很糟糕的设计！我们非常希望每壹个测试方法都是独立的，相互之间没有任何耦合度。因此，我们就很有必要在执行每壹个测试方法之前，对Calculator对象进行壹个“复原”操作，以消除其他测试造成的影响。因此，“在任何壹个测试方法执行之前必须执行的代码”就是壹个前置工作，我们用注解 @Before 来标注它，如下例子所示：

package net.oschina.rrfhoinn.test;
...
import org.junit.After;
import org.junit.Before;
import org.junit.Ignore;
import org.junit.Test;
public class CalculatorTest {
...//这里省略部分代码
@Before
public void setUp() throws Exception {
calculator.clear();
}
@After
public void tearDown() throws Exception {
System.out.println("will do sth here...");
}
...//这里省略部分代码
}


另外要说的是，注解 @Before 是定义在 org.junit.Before 这个类中的，因此使用时需要将其引入我们的代码中。这样做了之后，每次我们运行测试方法时，JUnit 都会先运行 setUp() 方法将 result 的值清零。不过要注意的是，这里不再需要 @Test 注解，因为这并不是壹个 test，只是壹个前置工作。同理，如果“在任何测试执行之后需要进行的收尾工作，我们应该使用 @After 来标注，方法与它类似。由于本例比较简单，不需要用到此功能，所以我们只是简单了给它添加了壹个 tearDown() 方法并在收尾时打印壹句话到控制台，并且使用 @After 来注解这个方法。
使用@BeforeClass 和 @AfterClass 来完成只需要执行壹次的前置工作和后置工作
上面我们提到了两个注解 @Before 和 @After ，我们来看看他们是否适合完成如下功能：有壹个类负责对大文件（超过500 MB）进行读写，他的每壹个方法都是对文件进行操作。换句话说，在调用每壹个方法之前，我们都要打开壹个大文件并读入文件内容，这绝对是壹个非常耗费时的操作。如果我们使用 @Before 和 @After ，那么每次测试都要读取壹次文件，效率及其低下。所以我们希望的是，在所有测试壹开始读壹次文件，所有测试结束之后释放文件，而不是每次测试都读文件。JUnit的作者显然也考虑到了这个问题，它给出了@BeforeClass 和 @AfterClass 两个注解来帮我们实现这个功能。从名字上就可以看出，用这两个注解标注的函数，只在测试用例初始化时执行 @BeforeClass 方法，当所有测试执行完毕之后，执行 @AfterClass 进行收尾工作。在这里要注意壹下，每个测试类只能有壹个方法被标注为 @BeforeClass 或 @AfterClass，而且该方法必须是 public static 类型的。
使用@Test 的属性 timeout 来完成限时测试，以检测代码中的死循环
现在假设我们的 Calculator 类中的 square() 方法是个死循环，那应该怎么办呢，比如说像下面这样：

public void square(int n){
for(;;){}
}


如果测试的时候遇到死循环，你的脸上绝对不会露出笑容的。因此，对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的、有可能出现死循环的程序，因此壹定要采取壹些预防措施。限时测试是壹个很好的解决方案。我们给这些测试函数设定壹个预期的执行时间，超过了这壹时间，他们就会被系统强行终止，并且系统还会向你汇报该函数结束的原因是因为超时，这样你就可以发现这些 Bug 了。要实现这壹功能，只需要给 @Test 标注加壹个参数timeout即可，代码如下：

@Test(timeout=2000L)
public void testSquare() {
calculator.square(3);
assertEquals(9, calculator.getReuslt());
}


timeout参数表明了你预计该方法运行的时长，单位为毫秒，因此2000就代表2秒。现在我们让这个测试方法运行壹下，看看失败时是什么效果。

使用@Test 的属性expected来监控测试方法中可能会抛出的某些异常
JAVA中的异常处理也是壹个重点，因此你经常会编写壹些需要抛出异常的函数。如果你觉得壹个函数应该抛出异常，但是它没抛出，这算不算 Bug 呢？这当然是Bug，JUnit 也考虑到了这壹点，并且可以帮助我们找到这种 Bug。例如，我们写的计算器类有除法功能，如果除数是壹个0，那么必然要抛出“除0异常”。因此，我们很有必要对这些进行测试。代码如下：

@Test(expected=java.lang.ArithmeticException.class)
public void testDivide(){
calculator.divide(0);
}


如上述代码所示，我们需要使用@Test注解中的expected属性，将我们要检验的异常（这里是 java.lang.ArithmeticException）传递给他，这样 JUnit 框架就能自动帮我们检测是否抛出了我们指定的异常。
指定 JUnit 运行测试用例时的 Runner
大家有没有想过这个问题，当你把测试代码提交给JUnit框架后，框架是如何来运行你的代码的呢？答案就是Runner。在JUnit中有很多个Runner，他们负责调用你的测试代码，每壹个Runner都有其各自的特殊功能，你要根据需要选择不同的Runner来运行你的测试代码。可能你会觉得奇怪，前面我们写了那么多测试，并没有明确指定壹个Runner啊？这是因为JUnit中有壹个默认的Runner，如果你没有指定，那么系统会自动使用默认Runner来运行你的代码。换句话说，下面两段代码含义是完全壹样的：

import org.junit.runner.RunWith;
import org.junit.runners.JUnit4;
@RunWith(JUnit4.class)
public class CalculatorTest {
...//省略此处代码
}
//用了系统默认的JUnit4.class，运行效果完全壹样
public class CalculatorTest {
...//省略此处代码
}