实验要求：通过实验，理解单元测试原理，熟悉单元测试工具的使用。

编写四则运算程序（如例1）或其它（如例2），确定测试单元，设计测试用例，借助某单元测试工具做单元测试。具体用什么单元测试工具，根据自己情况自选，如xUnit, TestNG、gtest、pytest、unittest等。在实验报告中，给出测试需求、测试设计、测试用例集、测试执行结果与分析。

一、测试需求

测试add方法能够正确计算两个数的加法
测试subtract方法能够正确计算两个数的减法
测试multiply方法能够正确计算两个数的乘法
测试divide方法能够正确计算两个数的除法
测试除数为0时，divide方法能够得出Infinity

二、测试设计

对add方法进行测试，包括正整数、负整数、小数、0等不同类型的输入
对subtract方法进行测试，包括正整数、负整数、小数、0等不同类型的输入
对multiply方法进行测试，包括正整数、负整数、小数、0等不同类型的输入
对divide方法进行测试，包括正整数、负整数、小数、0等不同类型的输入，以及除数为0的情况

三、测试用例集

add方法测试用例：

- 输入：2, 3 期望输出：5
- 输入：-2, 3 期望输出：1
- 输入：2.5, 3.5 期望输出：6.0
- 输入：0, 3 期望输出：3

subtract方法测试用例：

- 输入：5, 3 期望输出：2
- 输入：-2, 3 期望输出：-5
- 输入：2.5, 1.5 期望输出：1.0
- 输入：0, 3 期望输出：-3

multiply方法测试用例：

- 输入：2, 3 期望输出：6
- 输入：-2, 3 期望输出：-6
- 输入：2.5, 1.5 期望输出：3.75
- 输入：0, 3 期望输出：0

divide方法测试用例：

- 输入：6, 3 期望输出：2.0
- 输入：-6, 3 期望输出：-2.0
- 输入：3, 2 期望输出：1.5
- 输入：0, 3 期望输出：0
- 输入：6, 0 期望输出：Infinity

四、测试执行结果与分析

单元测试工具

JUnit是一个开源的Java语言的单元测试框架，专门针对Java设计，使用最广泛。JUnit是事实上的单元测试的标准框架，任何Java开发者都应当学习并使用JUnit编写单元测试。

使用JUnit编写单元测试的好处在于，我们可以非常简单地组织测试代码，并随时运行它们，JUnit就会给出成功的测试和失败的测试，还可以生成测试报告，不仅包含测试的成功率，还可以统计测试的代码覆盖率，即被测试的代码本身有多少经过了测试。对于高质量的代码来说，测试覆盖率应该在80%以上。

项目结构

待测试程序Operation.java

public class Operation {
    public  static  Double add(Double a,Double b){
        return  a+b;
    }
    public static  Double subtract(Double a, Double b){
        return a-b;
    }
    public  static  Double multiply(Double a,Double b){
        return a*b;
    }
    public  static  Double divide(Double a,Double b){
        return  a/b;
    }
}

测试程序OperationTest.java

使用JUnit进行单元测试，我们可以使用断言（Assertion）来测试期望结果，可以方便地组织和运行测试，并方便地查看测试结果。

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;

public class OperationTest {
    @Test
    void testAdd() {
        assertEquals(5, Operation.add(2.0, 3.0));
        assertEquals(1, Operation.add(-2.0, 3.0));
        assertEquals(6.0, Operation.add(2.5, 3.5));
        assertEquals(3, Operation.add(0.0, 3.0));
    }

    @Test
    void testSubtract() {
        assertEquals(2.0, Operation.subtract(5.0, 3.0));
        assertEquals(-5.0, Operation.subtract(-2.0, 3.0));
        assertEquals(1.0, Operation.subtract(2.5, 1.5));
        assertEquals(-3, Operation.subtract(0.0, 3.0));
    }

    @Test
    void testMultiply() {
        assertEquals(10, Operation.multiply(2.0, 5.0));
        assertEquals(-6, Operation.multiply(-2.0, 3.0));
        assertEquals(3.75, Operation.multiply(2.5, 1.5));
        assertEquals(0, Operation.multiply(0.0, 3.0));
    }

    @Test
    void testDivide() {
        assertEquals(3, Operation.divide(9.0, 3.0));
        assertEquals(-3, Operation.divide(-9.0, 3.0));
        assertEquals(1.5, Operation.divide(3.0, 2.0));
        assertEquals(0, Operation.divide(0.0, 3.0));
        assertEquals(Double.POSITIVE_INFINITY, Operation.divide(7.0, 0.0));
    }
}

测试结果及覆盖率

结果分析

经过单元测试，所有测试用例都成功通过，四则运算方法能够正确计算不同类型的输入。同时，divide方法在除数为0时也能够得出Infinity，符合预期。因此，四则运算方法的功能正常，通过了单元测试。

软测实验3：单元测试实验