Junit4教程实验指导书.docx
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Junit4教程实验指导书
《软件测试技术》上机指导书之
（一）
使用JUNIT4进行单元测试
实验目的：
单元测试。
实验学时：
4（2学时学习，2学时检查）
实验要求：
掌握JUNIT的使用方法。
检查要求：
按学号每5人一组，分组检查掌握情况。
（1）初始成绩：
1人为优秀，2-3人良好，1-2人中等。
组内推荐。
（2）最差的那个同学演示答辩，其成绩决定组内其他同学的成绩的整体水平。
（3）组内同学的成绩跟随答辩同学的成绩上下浮动。
张金荣
重庆理工大学计算机科学与工程学院
2013年3月9日
JUnit4概述
JUnit4是JUnit框架有史以来的最大改进，其主要目标便是利用Java5的Annotation特性简化测试用例的编写。
先简单解释一下什么是Annotation，这个单词一般是翻译成元数据。
元数据是什么？
元数据就是描述数据的数据。
也就是说，这个东西在Java里面可以用来和public、static等关键字一样来修饰类名、方法名、变量名。
修饰的作用描述这个数据是做什么用的，差不多和public描述这个数据是公有的一样。
想具体了解可以看CoreJava2。
废话不多说了，直接进入正题。
我们先看一下在JUnit3中我们是怎样写一个单元测试的。
比如下面一个类：
publicclassAddOperation{
publicintadd（intx,inty）{
returnx+y;
}
}
我们要测试add这个方法，我们写单元测试得这么写：
importjunit.framework.TestCase;
importstaticorg.junit.Assert.*;
publicclassAddOperationTestextendsTestCase{
publicvoidsetUp（）throwsException{
}
publicvoidtearDown（）throwsException{
}
publicvoidtestAdd（）{
System.out.println（\"add\"）;
intx=0;
inty=0;
AddOperationinstance=newAddOperation（）;
intexpResult=0;
intresult=instance.add（x,y）;
assertEquals（expResult,result）;
}
}
可以看到上面的类使用了JDK5中的静态导入，这个相对来说就很简单，只要在import关键字后面加上static关键字，就可以把后面的类的static的变量和方法导入到这个类中，调用的时候和调用自己的方法没有任何区别。
我们可以看到上面那个单元测试有一些比较霸道的地方，表现在：
1.单元测试类必须继承自TestCase。
2.要测试的方法必须以test开头。
如果上面那个单元测试在JUnit4中写就不会这么复杂。
代码如下：
importjunit.framework.TestCase;
importorg.junit.After;
importorg.junit.Before;
importorg.junit.Test;
importstaticorg.junit.Assert.*;
/**
*
*@authorbean
*/
publicclassAddOperationTestextendsTestCase{
publicAddOperationTest（）{
}
@Before
publicvoidsetUp（）throwsException{
}
@After
publicvoidtearDown（）throwsException{
}
@Test
publicvoidadd（）{
System.out.println（\"add\"）;
intx=0;
inty=0;
AddOperationinstance=newAddOperation（）;
intexpResult=0;
intresult=instance.add（x,y）;
assertEquals（expResult,result）;
}
}
我们可以看到，采用Annotation的JUnit已经不会霸道的要求你必须继承自TestCase了，而且测试方法也不必以test开头了，只要以@Test元数据来描述即可。
从上面的例子可以看到在JUnit4中还引入了一些其他的元数据，下面一一介绍：
@Before：
使用了该元数据的方法在每个测试方法执行之前都要执行一次。
@After：
使用了该元数据的方法在每个测试方法执行之后要执行一次。
注意：
@Before和@After标示的方法只能各有一个。
这个相当于取代了JUnit以前版本中的setUp和tearDown方法，当然你还可以继续叫这个名字，不过JUnit不会霸道的要求你这么做了。
@Test（expected=*.class）
在JUnit4.0之前，对错误的测试，我们只能通过fail来产生一个错误，并在try块里面assertTrue（true）来测试。
现在，通过@Test元数据中的expected属性。
expected属性的值是一个异常的类型
@Test（timeout=xxx）:
该元数据传入了一个时间（毫秒）给测试方法，
如果测试方法在制定的时间之内没有运行完，则测试也失败。
@ignore：
该元数据标记的测试方法在测试中会被忽略。
当测试的方法还没有实现，或者测试的方法已经过时，或者在某种条件下才能测试该方法（比如需要一个数据库联接，而在本地测试的时候，数据库并没有连接），那么使用该标签来标示这个方法。
同时，你可以为该标签传递一个String的参数，来表明为什么会忽略这个测试方法。
比如：
@lgnore（“该方法还没有实现”），在执行的时候，仅会报告该方法没有实现，而不会运行测试方法。
在Eclipse中使用JUnit4进行单元测试（初级篇）
我们在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，FollowMe，先来体验一下单元测试的快感！
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：
packageandycpp;
publicclassCalculator...{
privatestaticintresult;//静态变量，用于存储运行结果
publicvoidadd（intn）...{
result=result+n;
}
publicvoidsubstract（intn）...{
result=result-1;//Bug:
正确的应该是result=result-n
}
publicvoidmultiply（intn）...{
}//此方法尚未写好
publicvoiddivide（intn）...{
result=result/n;
}
publicvoidsquare（intn）...{
result=n*n;
}
publicvoidsquareRoot（intn）...{
for（;;）;//Bug:
死循环
}
publicvoidclear（）...{//将结果清零
result=0;
}
publicintgetResult（）...{
returnresult;
}
}
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”，如图：
在弹出的属性窗口中，首先在左边选择“JavaBuildPath”，然后到右上选择“Libraries”标签，之后在最右边点击“AddLibrary…”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PackageExplorer中用右键点击该类弹出菜单，选择“NewàJUnitTestCase”。
如下图所示：
在弹出的对话框中，进行相应的选择，如下图所示：
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。
如下图所示：
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：
packageandycpp;
importstaticorg.junit.Assert.*;
importorg.junit.Before;
importorg.junit.Ignore;
importorg.junit.Test;
publicclassCalculatorTest...{
privatestaticCalculatorcalculator=newCalculator（）;
@Before
publicvoidsetUp（）throwsException...{
calculator.clear（）;
}
@Test
publicvoidtestAdd（）...{
calculator.add
（2）;
calculator.add（3）;
assertEquals（5,calculator.getResult（））;
}
@Test
publicvoidtestSubstract（）...{
calculator.add（10）;
calculator.substract
（2）;
assertEquals（8,calculator.getResult（））;
}
@Ignore（"Multiply（）Notyetimplemented"）
@Test
publicvoidtestMultiply（）...{
}
@Test
publicvoidtestDivide（）...{
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“RunAsàJUnitTest”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！
在Eclipse中使用JUnit4进行单元测试（中级篇）
我们继续对初级篇中的例子进行分析。
初级篇中我们使用Eclipse自动生成了一个测试框架，在这篇文章中，我们来仔细分析一下这个测试框架中的每一个细节，知其然更要知其所以然，才能更加熟练地应用JUnit4。
一、包含必要地Package
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“importstaticorg.junit.Assert.*;”，我们在测试的时候使用的一系列assertEquals方法就来自这个包。
大家注意一下，这是一个静态包含（static），是JDK5中新增添的一个功能。
也就是说，assertEquals是Assert类中的一系列的静态方法，一般的使用方式是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。
二、测试类的声明
大家注意到，我们的测试类是一个独立的类，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。
三、创建一个待测试的对象。
你要测试哪个类，那么你首先就要创建一个该类的对象。
正如上一篇文章中的代码：
privatestaticCalculatorcalculator=newCalculator（）;
为了测试Calculator类，我们必须创建一个calculator对象。
四、测试方法的声明
在测试类中，并不是每一个方法都是用于测试的，你必须使用“标注”来明确表明哪些是测试方法。
“标注”也是JDK5的一个新特性，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，这些就是标注，以一个“@”作为开头。
这些标注都是JUnit4自定义的，熟练掌握这些标注的含义非常重要。
五、编写一个简单的测试方法。
首先，你要在方法的前面使用@Test标注，以表明这是一个测试方法。
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，会在运行时抛出一个异常。
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：
@Test
publicvoidtestAdd（）...{
calculator.add
（2）;
calculator.add（3）;
assertEquals（5,calculator.getResult（））;
}
我们想测试一下“加法”功能时候正确，就在测试方法中调用几次add函数，初始值为0，先加2，再加3，我们期待的结果应该是5。
如果最终实际结果也是5，则说明add方法是正确的，反之说明它是错的。
assertEquals（5,calculator.getResult（））;就是来判断期待结果和实际结果是否相等，第一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。
六、忽略测试某些尚未完成的方法。
如果你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，那么测试的时候一定是“失败”。
这种失败和真正的失败是有区别的，因此JUnit提供了一种方法来区别他们，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。
一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。
七、Fixture（暂且翻译为“固定代码段”）
Fixture的含义就是“在某些阶段必然被调用的代码”。
比如我们上面的测试，由于只声明了一个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。
这绝对是一个很糟糕的设计！
我们非常希望每一个测试都是独立的，相互之间没有任何耦合度。
因此，我们就很有必要在执行每一个测试之前，对Calculator对象进行一个“复原”操作，以消除其他测试造成的影响。
因此，“在任何一个测试执行之前必须执行的代码”就是一个Fixture，我们用@Before来标注它，如前面例子所示：
@Before
publicvoidsetUp（）throwsException...{
calculator.clear（）;
}
这里不在需要@Test标注，因为这不是一个test，而是一个Fixture。
同理，如果“在任何测试执行之后需要进行的收尾工作”也是一个Fixture，使用@After来标注。
由于本例比较简单，没有用到此功能。
在Eclipse中使用JUnit4进行单元测试（高级篇）
一、高级Fixture
上一篇文章中我们介绍了两个Fixture标注，分别是@Before和@After，我们来看看他们是否适合完成如下功能：
有一个类是负责对大文件（超过500兆）进行读写，他的每一个方法都是对文件进行操作。
换句话说，在调用每一个方法之前，我们都要打开一个大文件并读入文件内容，这绝对是一个非常耗费时间的操作。
如果我们使用@Before和@After，那么每次测试都要读取一次文件，效率及其低下。
这里我们所希望的是在所有测试一开始读一次文件，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Fixture来帮我们实现这个功能。
从名字上就可以看出，用这两个Fixture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。
在这里要注意一下，每个测试类只能有一个方法被标注为@BeforeClass或@AfterClass，并且该方法必须是Public和Static的。
二、限时测试。
还记得我在初级篇中给出的例子吗，那个求平方根的函数有Bug，是个死循环：
publicvoidsquareRoot（intn）...{
for（;;）;//Bug:
死循环
}
如果测试的时候遇到死循环，你的脸上绝对不会露出笑容。
因此，对于那些逻辑很复杂，循环嵌套比较深的程序，很有可能出现死循环，因此一定要采取一些预防措施。
限时测试是一个很好的解决方案。
我们给这些测试函数设定一个执行时间，超过了这个时间，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。
要实现这一功能，只需要给@Test标注加一个参数即可，代码如下：
@Test（timeout=1000）
publicvoidsquareRoot（）...{
calculator.squareRoot（4）;
assertEquals（2,calculator.getResult（））;
}
Timeout参数表明了你要设定的时间，单位为毫秒，因此1000就代表1秒。
三、测试异常
JAVA中的异常处理也是一个重点，因此你经常会编写一些需要抛出异常的函数。
那么，如果你觉得一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，并JUnit也考虑到了这一点，来帮助我们找到这种Bug。
例如，我们写的计算器类有除法功能，如果除数是一个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=ArithmeticException.class）
publicvoiddivideByZero（）...{
calculator.divide（0）;
}
如上述代码所示，我们需要使用@Test标注的expected属性，将我们要检验的异常传递给他，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。
四、Runner（运行器）
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，框架如何来运行你的代码呢？
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，每一个Runner都有各自的特殊功能，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，并没有明确指定一个Runner啊？
这是因为JUnit中有一个默认Runner，如果你没有指定，那么系统自动使用默认Runner来运行你的代码。
换句话说，下面两段代码含义是完全一样的：
importorg.junit.internal.runners.TestClassRunner;
importorg.junit.runner.RunWith;
//使用了系统默认的TestClassRunner，与下面代码完全一样
publicclassCalculatorTest...{...}
@RunWith（TestClassRunner.class）
publicclassCalculatorTest...{...}
从上述例子可以看出，要想指定一个Runner，需要使用@RunWith标注，并且把你所指定的Runner作为参数传递给它。
另外一个要注意的是，@RunWith是用来修饰类的，而不是用来修饰函数的。
只要对一个类指定了Runner，那么这个类中的所有函数都被这个Runner来调用。
最后，不要忘了包含相应的Package哦，上面的例子对这一点写的很清楚了。
接下来，我会向你们展示其他Runner的特有功能。
五、参数化测试。
你可能遇到过这样的函数，它的参数有许多特殊值，或者说他的参数分为很多个区域。
比如，一个对考试分数进行评价的函数，返回值分别为“优秀，良好，一般，及格，不及格”，因此你在编写测试的时候，至少要写5个测试，把这5中情况都包含了，这确实是一件很麻烦的事情。
我们还使用我们先前的例子，测试一下“计算一个数的平方”这个函数，暂且分三类：
正数、0、负数。
测试代码如下：
importorg.junit.AfterClass;
importorg.junit.Before;
importorg.junit.BeforeClass;
importorg.junit.Test;
importstaticorg.junit.Assert.*;
publicclassAdvancedTest...{
privatestaticCalculatorcalculat
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