rust[6]-编写测试

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Rust 是一个相当注重正确性的编程语言,不过正确性是一个难以证明的复杂主题。Rust 的类型系统在此问题上下了很大的功夫,不过它不可能捕获所有种类的错误。为此,Rust 也在语言本身包含了编写软件测试的支持。

Rust 中的测试函数是用来验证非测试代码是否按照期望的方式运行的。测试函数体通常执行如下三种操作:

  • 设置任何所需的数据或状态
  • 运行需要测试的代码
  • 断言其结果是我们所期望的

测试函数体(通常)执行3个操作:(3A)操作

  • 准备数据/状态
  • 运行被测试的代码
  • 断言结果

虽然无法直接测试 main.rs ,但是业务逻辑都在lib.rs里面,几乎所有的业务代码都可以测试,剩下的就算是入口函数里面的胶水代码。

解刨测试函数

测试函数需要使用test属性(attribute)进行标注。

  • Attribute 就是一段rust代码的元数据。
  • 在函数上加#[test],可把函数变成测试函数。
// 创建一个新的库项目
cargo new rust_project --lib

运行测试

使用 cargo test 命令运行所有测试函数

  • Rust 会构建一个Test Runner可执行文件。它会运行标注了test的函数,并报告其运行是否成功。 当使用了Cargo 创建library项目的时候,会生成一个test module,里面有一个test函数。

截屏2021-12-28 上午10.26.21.png

Cargo 编译并运行了测试。在 CompilingFinished 和 Running 这几行之后,可以看到 running 1 test 这一行。下一行显示了生成的测试函数的名称,它是 it_works,以及测试的运行结果,ok。接着可以看到全体测试运行结果的摘要:test result: ok. 意味着所有测试都通过了。1 passed; 0 failed 表示通过或失败的测试数量

测试失败

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn exploration() {
        assert_eq!(2 + 2, 4);
    }

    #[test]
    fn another() {
    
        // 表示测试失败,异常结束线程
        panic!("Make this test fail");
    }
}

每一个测试都在一个新线程中运行,当主线程发现测试线程异常了,就将对应测试标记为失败。

使用assert! 宏来检查

assert! 宏由标准库提供,在希望确保测试中一些条件为 true 时非常有用。  assert! 宏提供一个求值为布尔值的参数。如果值是 trueassert! 什么也不做,同时测试会通过。如果值为 false,会调用panic!

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn larger_can_hold_smaller() {
        assert!(2>1);
    }
}

assert_eq!assert_ne!来测试相等

  • 都来自标准库
  • 判断两个参数是否 相等不等
  • 实际上,它们使用的就是 ==!=运算。
  • 断言失败,自动打印出两个参数的值。
pub fn add_two(a: i32) -> i32 {
    a + 2
}

fn rever_two(a:i32, b:i32) -> i32 {
    a - b
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    #[test]
    fn it_adds_two() {
        assert_eq!(4, add_two(2));
    }

    #[test]
    fn it_reverse_two(){
        // 单元测试也可以调用私有模块
        assert_eq!(4,rever_two(3,1));
    }
}

自定义失败消息

可以向assert!assert_eq!assert_ne!添加可选的自定义消息。

  • 这些自定义消息和失败消息都会打印出来
  • assert!: 第一个参数必填,自定义消息作为第二个参数
  • assert_eq!和assert_ne!: 前两个参数必填,自定义消息作为第三个参数。
  • 自定义消息参数会被传递给format!宏,可以使用{}占位符。

lib.rs:

pub fn greeting(name: &str) -> String {
    String::from("Hello!")
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn greeting_contains_name() {
        let result = greeting("Carol");
        assert!(
            result.contains("Carol"),
            "Greeting did not contain name, value was `{}`", result
        );
    }
}

使用should_panic 检查panic

除了检查代码是否返回期望的正确的值之外,检查代码是否按照期望处理错误也是很重要的。

可以通过对函数增加另一个属性 should_panic 来实现这些。 这个属性在函数中的代码 panic 时会通过,而在其中的代码没有 panic 时失败。

fn main() {}
pub struct Guess {
    value: i32,
}

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 {
            panic!("Guess value must be between 1 and 100, got {}.", value);
        }

        Guess {
            value
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    #[test]
    #[should_panic]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(0);
    }
}

截屏2021-12-28 上午11.09.13.png

should_panic 更精确:添加一个可选得expected参数,将检查失败消息中是否包含指定的文字

fn main() {}
pub struct Guess {
    value: i32,
}

// --snip--

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 {
            panic!("Guess value must be greater than or equal to 1, got {}.",
                   value);
        } else if value > 100 {
            panic!("Guess value must be less than or equal to 100, got {}.",
                   value);
        }

        Guess {
            value
        }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    #[should_panic(expected = "Guess value must be less than or equal to 100")]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(200);
    }
}

在测试中使用Result<T,E>

无需panic, 可使用Result<T,E>作为返回类型编写测试

  • 返回ok: 测试通过
  • 返回err,测试失败

注意:不要再Result<T,E>编写测试上标注#[should_panic]

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn it_works() -> Result<(), String> {
        if 2 + 2 == 4 {
            Ok(())
        } else {
            Err(String::from("two plus two does not equal four"))
        }
    }
}

控制测试如何运行

改变cargo test的行为:添加命令行参数 默认行为:

  • 并行运行
  • 所有测试
  • 捕获(不显示)所有输出,使读物与测试结果相关的数据更容易。

就像 cargo run 会编译代码并运行生成的二进制文件一样,cargo test 在测试模式下编译代码并运行生成的测试二进制文件。可以指定命令行参数来改变 cargo test 的默认行为。

argo test 生成的二进制文件的默认行为是并行的运行所有测试,并截获测试运行过程中产生的输出,阻止他们被显示出来,使得阅读测试结果相关的内容变得更容易。

命令行参数:

  • 针对cargo test的参数,紧跟在其后面
  • 针对测试可执行程序:放在 -- 之后。
  • cargo test --help
  • cargo test -- --help

并行运行测试

运行多个测试,默认使用多个线程并行运行,运行快。

确保测试之间:不会产生依赖,不依赖某个共享状态(环境,工作目录,环境变量等等)

如果你不希望测试并行运行,或者想要更加精确的控制线程的数量,可以传递 --test-threads 参数和希望使用线程的数量给测试二进制文件。例如:

$ cargo test -- --test-threads=1

这里将测试线程设置为 1,告诉程序不要使用任何并行机制。这也会比并行运行花费更多时间,不过在有共享的状态时,测试就不会潜在的相互干扰了

显示函数输出

Rust 的测试库会截获打印到标准输出的所有内容。比如在测试中调用了 println! 而测试通过了,我们将不会在终端看到 println! 的输出:只会看到说明测试通过的提示行。如果测试失败了,则会看到所有标准输出和其他错误信息。

如果你希望也能看到通过的测试中打印的值,截获输出的行为可以通过 --nocapture 参数来禁用:

$ cargo test -- --nocapture

通过指定名字来运行部分测试

#![allow(unused_variables)]
pub fn add_two(a: i32) -> i32 {
    a + 2
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn add_two_and_two() {
        assert_eq!(4, add_two(2));
    }

    #[test]
    fn add_three_and_two() {
        assert_eq!(5, add_two(3));
    }
}

可以在控制台单独运行:

cargo test add_three_and_two  // 单独测试这个一个测试单元

过滤运行多个测试

我们可以指定部分测试的名称,任何名称匹配这个名称的测试会被运行。

例如,上面这个case中因为头两个测试的名称包含 add,可以运行 cargo test add 。

忽略测试

有时一些特定的测试执行起来是非常耗费时间的,所以在大多数运行 cargo test 的时候希望能排除他们。虽然可以通过参数列举出所有希望运行的测试来做到,也可以使用 ignore 属性来标记耗时的测试并排除他们,如下所示:


#[test]
fn it_works() {
    assert_eq!(2 + 2, 4);
}

#[test]
#[ignore]
fn expensive_test() {
    // 需要运行一个小时的代码
}

运行被忽略的:cargo test -- --ignored.

测试的组织结构

Rust 社区倾向于根据测试的两个主要分类来考虑问题:

  • 单元测试unit tests):单元测试倾向于更小而更集中,在隔离的环境中一次测试一个模块,或者是测试私有接口。 小,专注。,可测试private接口。

  • 集成测试integration tests):而集成测试对于你的库来说则完全是外部的。只能使用public 接口。

单元测试

单元测试的目的是在与其他部分隔离的环境中测试每一个单元的代码,以便于快速而准确的某个单元的代码功能是否符合预期。单元测试与他们要测试的代码共同存放在位于 src 目录下相同的文件中。规范是在每个文件中创建包含测试函数的 tests 模块,并使用 cfg(test) 标注模块。

截屏2021-12-27 下午1.56.57.png

集成测试

在rust里面,集成测试完全位于被测试库外部,目的是:测试被测试库的多个部分是否能争取的一起工作。 集成测试覆盖率很重要。

tests目录:

  • 创建集成测试目录
  • 里面的每个测试文件都是单独的一个crate。需要将被测试库导入,
  • 无需标注 #[cfg(test)], tests目录被特殊对待。
  • 只有cargo test才会编译tests目录下得文件。

src 同级别目录下创建tests文件夹,新建文件integration_test.rs

use test_project;  // 主项目的名称

#[test]
fn it_adds_two() {
    assert_eq!(4, test_project::add_two(2));
}

lib.rs文件:

pub fn add_two(a: i32) -> i32 {
    internal_adder(a, 2)
}

fn internal_adder(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn internal() {
        assert_eq!(4, internal_adder(2, 2));
    }
}

执行cargo test

截屏2021-12-28 下午1.25.29.png