1、什么是单元测试

单元测试又称为模块测试，是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的、很明确的功能是否正确。

1、单元测试的本质

是一种验证行为

单元测试在开发前期检验了代码逻辑的正确性，开发后期，无论是修改代码内部抑或重构，测试的结果为这一切提供了可量化的保障。
是一种设计行为

为了可进行单元测试，尤其是先写单元测试(TDD)，我们将从调用者思考，从接口上思考，我们必须把程序单元设计成接口功能划分清晰的，易于测试的，且与外部模块耦合性尽可能小。
是程序优良的文档

从效果上而言，单元测试就像是能执行的文档，说明了在你用各种条件调用代码时，你所能期望这段代码完成的功能。也就是说单元测试文件,他可以帮助我们更好的阅读和记录需求的功能点.

2、在什么时候我们需要单元测试

当发现自己改了代码之后，经常需要手动验证的时候
改了代码之后, 怕影响其他地方的bug
多人合作项目，可能交给其他人不放心别人改你的代码的时候

以上都可以通过写测试案例，进行自动化测试，从而减少bug。

3、单元测试的目的

保证代码的质量

代码可以通过编译器检查语法的正确性，却不能保证代码逻辑是正确的，单元测试可以保证代码的行为和结果与我们的预期和需求一致。在测试某段代码的行为是否和你的期望一致时，你需要确认，在任何情况下，这段代码是否都和你的期望一致，譬如参数可能为空，可能的异步操作等。单元测试可以保证,我们的代码在不同的情况下代码都和你的期望一致
保证代码的可扩展性

为了保证可行的可持续的单元测试，程序单元应该是低耦合的，否则，单元测试将难以进行。

2、使用Xcode编写第一个测试案例。

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1、创建单元测试Target

如上图所视,在创建项目的时候就可以选择是否添加单元测试。如果创建项目的时候没有添加，也可以通过 file - new - target - Test - Unit Testing bundle 来创建

2、单元测试类介绍

如上图所示，其实Xcode已经说的很清楚了。

setUp 用于做一些初始化代码
TearDown 用于对象的销毁
所有测试类都必须继承XCTestCase
测试方法必须以testXXX开头，Xcode会自动识别出所有的测试方法
在一个类中测试方法的调用顺序是按照方法的顺序来调用的

调用

执行所有测试方法：command + u
只执行某个测试方法：点击方法前的菱形（目前是对号/错号）
执行某个类的所有测试方法：点击类前的菱形（目前是对号/错号）

3、写案例测试

我们在viewController里面添加一个方法计算工资税。如图所示

我们想验证这个方法是否计算正确，便可以创建测试来测试。如下图所示

点每一个方法的左边的菱形图标就会单独测试。如果点类名旁边的菱形图标便会全类测试，执行方法按顺序执行。

如上图所示，第二第三个方法验证通过，第一个并没有通过。是我们通过XCTAssert为我们提供的系统断言 XSTAsserTrue 进行的判断，那么除了 XSTAsserTrue 还有那些可以用于判断的呢。下面简单介绍常用的

4、常用断言

- (void)testExample {
    NSLog(@"--- 失败之前的输出");
    XCTFail(@"无论怎么样都是报错");
    NSLog(@"--- 失败之后的输出");
}

- (void)testNil {
//    XCTAssertNil(expression, ...)
//    expression为空时通过，否则测试失败。
//    expression接受id类型的参数。
    
//    XCTAssertNotNil(expression, ...)
//    expression不为空时通过，否则测试失败。
    
    NSString *name = @"小明";
//    XCTAssertNil(name, @"报错信息输出");
//    XCTAssertNotNil(name, @"viewcontroller 是 nil ");
}

- (void)testTrue {
//    XCTAssert(expression, ...)
//    expression为true时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。

//    XCTAssertTrue(expression, ...)
//    expression为true时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。
    
//    XCTAssertFalse(expression, ...)
//    expression为false时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。
    
    NSInteger number = 10;
//    XCTAssert(number == 10, @"报错信息输出");
//    XCTAssertTrue(number == 10, @"报错信息输出");
    XCTAssertFalse(number != 10, @"报错信息输出");
}

- (void)testEqual {
//    XCTAssertEqualObjects(expression1, expression2, ...)
//    相当于 isEqual  先判断指针是否相等, 在判断是否是同类对象, 然后依次判断对应属性是否相等.
//
//    XCTAssertNotEqualObjects(expression1, expression2, ...)

//    XCTAssertEqual(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1相等时通过，否则测试失败。
//    expression接受基本类型的参数（数值、结构体之类的）。
//
//    XCTAssertNotEqual(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1不相等时通过，否则测试失败。
//    expression接受基本类型的参数。
}

点击可查阅更多断言

5、覆盖率

单元测试覆盖率可以直观的显示我们的单元测试是否充分,可以快速查找到我们的未覆盖到的类和方法.

Xcode为我们提供覆盖检测, 使用流程

Edit Scheme - Test - Options - 勾选 Gather coverage for (全部文件, 或者自定义部分文件)

如图所示

然后command+u 跑测试用例之后便可在如图所示,查阅单元测试的覆盖率

鼠标移动到相应的类,点开便可查阅未测试到的方法.

6、异步测试

XCTestExpectation 是系统为我们提供的异步测试的API，可以帮助我们测试接口，响应速度等。

如图我们创建分线程来计算工资税

测试方法,如下图

创建XCTestExpectation对象
设置等待时间 [self waitForExpectations:@[exp] timeout:0.5];
在计算完成时调用 fulfill。如果在规定时间内没有调用就算超时会报错。

然后测试他执行100万次，需要时间是否大于0.5秒。显然不可以。（实测 1 秒多）

7、简单介绍 Mock、Stub

Mock 泛指模拟的类
Stub 泛指模拟类的方法

当我们写单元测试的时候, 我们需要尽量避免实例化一些具体的组件来保持测试短又快, 保持单元测试的隔离. 在现在的项目中,测试组件之间依赖关系比较复杂, 我们可以使用mock对象来替代具体的依赖class, mock就是伪造的有预定义行为的对象替身, 被测试组件不知道其中的差异, 自定义数据, 然后有信心的测试. OCMock模拟类的三种方式

ViewController *vc = OCMPartialMock([[ViewController alloc] init]); // 先使用自己的, 在使用stub的
ViewController *vc = OCMStrictClassMock([ViewController class]);  // 没有被stub的方法, 会抛出异常
ViewController *vc = OCMClassMock([ViewController class]);        // 没有被stub的方法, 不会抛出异常

OCMStub模拟类的方法

OCMStub([studentTool testStudentMathResultLevel:[OCMArg any]]).andReturn(1);
在你使用studentTool的testStudentMathResultLevel方法时,无论你传入什么都会返回1

OCMStub([studentTool testStudentMathResultLevel:[OCMArg any]]).andCall(self, @selector(testStudentMathResultLevel:));
可以自己实现一个方法来替代原有的方法

同时我们在做OCMock和OCStub的时候有两点我们需要注意.

stub一个mock对象的方法后，不能在同一个mock对象上再一次stub这个方法，第二次的stub无效。
不可stub一个非mock对象的方法，这种操作stub是无效的。

8、耦合测试

在现实项目中我们需要测试的案例肯定比以上所列举内容要复杂。例如下举例说明：如图我们有一个计算班级优秀数学成绩的人数方法如下。

这个方法又是依赖与另一个工具类如下。

如果我们直接测试优秀英语学生数量的方法，是不行的。因为我们创建的测试对象他并没有为 tool 初始化。如图所示：

那我们怎么解决这个问题呢?

直接创建一个StudentResultTool对象给viewController即可
为viewController添加一个模拟的StudentResultTool对象,如图
那这两种方法哪个更好呢 ? 有何不同吗?

不同之处在于第二种方式,我们可以修改StudentResultTool的testStudentMathResultLevel 的返回值, 直接返回我们想要的数据. 而第一种方法不行, 那这样又什么好处呢 ?

对于一些不容易构造或不容易获取的对象，此时你可以创建一个虚拟的对象（mock object）来完成测试。

例如你可能要尝试100次才会返回一个NSError，通过mock object你可以自行创建一个NSError对象，测试在出错情况下程序的处理是否符合你的预期。
例如，当我们接口没有开发完成，我们又想使用接口数据进行下一步开发测试，这个时候我们可以使用mock，返回一些你指定的数据，从而绕过服务器。
例如假设你要访问一个数据库，但是访问过程的开销巨大，这时你可以虚拟一个数据库，并且返回一些自行定制的数据，从而绕过了数据库的访问。

mock的思想很简单：没有条件？我们就自行创造条件。

而真实的项目环境可能会比举例出来的情况更加复杂,例如

真实的对象是通过文件系统、数据库或者网络异步获取的
真实的对象运行效率低
真实的对象难以模拟，比如网络错误等
真实对象的行为有不确定性，无法通过真实对象覆盖全部场景

这些时候我们都可以通过使用mock对象来提高单元测试的效率

3、单元测试框架选择

1、行为驱动开发(BDD) 和 Kiwi框架介绍

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它通过用自然语言书写非程序员可读的测试用例扩展。最大程度的减少了将代码编写者的技术语言与商业客户、用户、利益相关者、项目管理者等的领域语言之间来回翻译的代价。

Kiwi 如 BDD所说做到了 通过用自然语言书写非程序员可读的测试用例 例: 如图我们有一个Student类，并需要测试。

使用kiwi测试代码如下

内容很容易理解，就和在讲故事一样。

在所有开始之前我们需要一个stu对象
在所有之后我们需要销毁测试对象
这个学生对象应该有名字
这个学生对象应该有所有科目有分数
他应该有总分，并且计算正确

这样一个流程，就是一个完成的测试流程。在测试过程中如果哪个环节出错了，一目了然。

2、测试驱动开发(TDD) XCTest+OCMock

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测试驱动开发是戴两顶帽子思考的开发方式：先戴上实现功能的帽子，在测试的辅助下，快速实现其功能；再戴上重构的帽子，在测试的保护下，通过去除冗余的代码，提高代码质量。

因为XCTest与Xcode深度集成，这也是很多人选择TDD，避免第三方的集成。在有需要的情况下在集成OCMock。

在第三章的Mock, Stub介绍都是使用OCMock来完成的,如下

我们做的操作基本可以列成三部

Mock一个Student对象
Mock一个StudentTool对象，并验证
帮Mock的StudentTool置换给Student的tool并验证

由上我们可以看出一个问题，有依赖的方法是不方便与测试的。所以说单元测试也是一种设计行为，为了可以让代码得到优质的测试环境，我们就会去写一个优质，低耦合，逻辑清晰的代码。这也是TDD的意义所在。

3、方案对比

由上文所说，似乎各有优点，使用类似Kiwi框架的BDD一个是以讲故事的形式来写测试用例。使用XCTest + OCMock的TDD可以让程序员写出更好的代码。那么他们是否有自的缺点呢。如下图所示:

显而易见，TDD 更占优势。在我们不集成第三方的情况XCTest也能供我们编写测试案例。并且当你尝试去写Kiwi的时候，你会发现Kiwi在未完全执行所有测试用例时，是无法看到单个测试方法的，更无法执行单个测试。Kiwi的最小测试单位为一个测试用例类，而XCTest的最小测试单位为测试用例类的一个测试方法。

那么既然XCTest+OCMock这么好，别的第三方在写测试用例的时候也都是这么选择的吗？如图

我们看一下AFNetWorking的单元测试, 这里只截取比较常用的GET请求和POST请求单元测试.

setUp创建sessionManager 并在tearDown里面销毁
GET请求测试, 如下图, 创建期望, 在一定的期望之内完成请求,并返回值不为空.
POST请求测试, 逻辑和上面是一样的.
他这里的 waitForExpectationsWithCommonTimeout 是AF自己封装的超时等待, 默认是20秒.