測(cè)試概念進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)時(shí)的七條基本原則

liwei58

當(dāng)設(shè)計(jì)大型程序的時(shí)候，您必須時(shí)刻留心不同設(shè)計(jì)選項(xiàng)對(duì)諸如性能和可擴(kuò)展性這樣的特征的影響。隨著軟件產(chǎn)品的日漸復(fù)雜及其無(wú)所不在的部署，軟件的“可測(cè)試性”也成了更重要的考慮事項(xiàng)。

　　徹底測(cè)試代碼的重要性是顯然的。花在編寫(xiě)測(cè)試和測(cè)試代碼上的時(shí)間和精力給您帶來(lái)的回報(bào)是維護(hù)成本的大幅降低。

　　然而，除非您很小心，否則您花在測(cè)試代碼上的精力可能會(huì)首先達(dá)到花在編寫(xiě)代碼上的精力的幾倍！我曾看到程序員們齊心協(xié)力地對(duì)他們的全部代碼進(jìn)行單元測(cè)試，結(jié)果花在上面的時(shí)間使大多數(shù)人都以沮喪而告終。

　　幸運(yùn)的是，沒(méi)有必要這樣。在您設(shè)計(jì)軟件的時(shí)候應(yīng)用一些基本原則，編寫(xiě)易于測(cè)試、甚至使測(cè)試成為樂(lè)趣的代碼是可能的。

　　跟其它編碼原則一樣，這些原則也不是不容置疑或不可改變的教條。有時(shí)候打破這些規(guī)則也是必要的。因此，理解每條原則背后的動(dòng)機(jī)和判斷何時(shí)這些動(dòng)機(jī)不適用（或應(yīng)讓位給更關(guān)心的問(wèn)題）的能力是很重要的。

　　原則 1. 到 GUI 視圖的外面去

　　盡可能把代碼移到 GUI 視圖的外面。然后各種 GUI 動(dòng)作就能成了模型上的簡(jiǎn)單方法調(diào)用。為什么您需要這樣做呢？

　　對(duì) GUI 測(cè)試者來(lái)說(shuō)，通過(guò)方法調(diào)用測(cè)試功能比間接地測(cè)試功能容易的多。

　　另一個(gè)好處是它使修改程序功能而不影響視圖變的更容易。

　　當(dāng)然，視圖中也可能存在錯(cuò)誤。在理想情況下，對(duì)程序的測(cè)試將同時(shí)檢查模型和視圖。（想更多了解測(cè)試視圖，請(qǐng)參閱我關(guān)于 Liar View 錯(cuò)誤模式的文章或 Jeffries 等人的 Extreme Programming Installed。這兩個(gè)鏈接都在參考資料部分。）

　　原則 2. 使用類(lèi)型進(jìn)行錯(cuò)誤檢查

　　類(lèi)型是您的朋友 — 盡可能多地用類(lèi)型系統(tǒng)自動(dòng)檢查錯(cuò)誤。

　　類(lèi)型能在程序運(yùn)行之前自動(dòng)捕捉程序中的錯(cuò)誤。沒(méi)有靜態(tài)類(lèi)型檢查的話，類(lèi)型錯(cuò)誤將作為破壞者逗留在您的程序中，直到恰當(dāng)?shù)膱?zhí)行路徑碰巧把它揭露出來(lái)為止。

　　最大限度地發(fā)揮使用類(lèi)型的長(zhǎng)處是棘手的。通常，一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以在一個(gè)抽象級(jí)別上一起使用，或者被分出，成為一個(gè)單一的、更高抽象級(jí)別的一個(gè)新的相關(guān)數(shù)據(jù)類(lèi)型。

　　事實(shí)上，編程語(yǔ)言自身的歷史可以看成是可以編程的抽象級(jí)別的逐漸提高。匯編語(yǔ)言提供了比特到整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的抽象。接下來(lái)是記錄和函數(shù)抽象，然后又是諸如對(duì)象、類(lèi)、線程以及異常這樣的抽象。

　　在每一抽象級(jí)別上，達(dá)到與更高級(jí)別抽象一致的功能是可能的，但那實(shí)質(zhì)上僅僅是耗費(fèi)更多精力，冒更多的錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。

　　在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言（其它現(xiàn)代語(yǔ)言也一樣）中，一個(gè)程序員在設(shè)計(jì)抽象上有很大的靈活性。在哪個(gè)抽象級(jí)別上設(shè)計(jì)程序就成了基于折衷的決定，比如由抽象級(jí)別提供的更多的健壯性和由于不能在更低抽象級(jí)別上工作而帶來(lái)的表達(dá)性（有時(shí)是性能）的損失。

　　通常，高級(jí)別抽象帶來(lái)的健壯性和簡(jiǎn)單性的價(jià)值很少被其它考慮事項(xiàng)超過(guò)。（要了解對(duì)這個(gè)問(wèn)題的更多討論，請(qǐng)參閱我關(guān)于 Impostor Type 錯(cuò)誤模式的文章，在參考資料部分有它的鏈接。）

　　原則 3. 使用調(diào)節(jié)器避免“故障線路”（fault line）

　　我用“故障線路”來(lái)指獨(dú)立組件之間的接口，獨(dú)立組件之間和組件與其相應(yīng)子組件之間相比，很少有交互。這種故障線路的一個(gè)典型示例是 GUI 視圖和它的模型之間的接口。其它示例包括在編譯器中處理的不同階段之間的接口或操作系統(tǒng)的內(nèi)核和用戶界面之間的接口。

　　找出程序的故障線路，然后用具有轉(zhuǎn)發(fā)功能的調(diào)節(jié)器快速訪問(wèn)聚合組件。

　　沿著故障線路隔離測(cè)試每個(gè)組件通常更容易。但如果每個(gè)組件暴露的對(duì)象有很多，或者組件中您想測(cè)試的一些對(duì)象只有通過(guò)多個(gè)嵌套引用才能訪問(wèn)，那么測(cè)試就會(huì)變的很乏味。

　　不用隔離測(cè)試，而是擁有您在它上面調(diào)用您想測(cè)試的各種方法的單個(gè)調(diào)節(jié)器對(duì)象通常是有幫助的。這個(gè)對(duì)象然后能把這些方法調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)牡胤健?/font>

　　沿著相同線路，設(shè)計(jì)和自己的測(cè)試代碼串聯(lián)在一起的程序組件接口是有益的。這將使您把注意力集中在使這些接口盡可能簡(jiǎn)單上。

　　原則 4. 方法：小型簽名和缺省參數(shù)

　　使用小型方法說(shuō)明和重載帶缺省方法參數(shù)的方法將使您在測(cè)試中調(diào)用這些方法變的愉快的多。否則，在測(cè)試這些方法時(shí)您將不得不構(gòu)造額外參數(shù)。如果參數(shù)很大，那么將很快導(dǎo)致代碼膨脹。更糟的是，它會(huì)誘使您編寫(xiě)比在其它情況下更少的測(cè)試。

　　原則 5. 訪問(wèn)器不應(yīng)修改內(nèi)存狀態(tài)

　　請(qǐng)?jiān)谀�的測(cè)試中使用不修改內(nèi)存狀態(tài)的訪問(wèn)器來(lái)檢查對(duì)象狀態(tài)。

　　在某些方面，測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)相似。它們都想證明特定假設(shè)有效。如果特定檢查動(dòng)作改變了該領(lǐng)域的狀態(tài)，那么要這樣做會(huì)變得困難的多。

　　與量子力學(xué)領(lǐng)域不同，計(jì)算機(jī)進(jìn)程的狀態(tài)可以不修改就被檢查。使用這種原則對(duì)您有好處。

　　原則 6. 用接口說(shuō)明外部程序組件

　　用接口說(shuō)明外部程序組件使得我們可以容易地在測(cè)試案例中模擬這些組件。

　　這條原則能節(jié)省大量時(shí)間，特別是當(dāng)外部組件的實(shí)現(xiàn)還未完成時(shí)。通常，大多數(shù)基本組件都不能準(zhǔn)時(shí)可用。如果這些組件不在適當(dāng)位置您就不能測(cè)試您自己的代碼的話，那么您就在朝災(zāi)難走去。您的客戶不會(huì)關(guān)心您只有兩個(gè)小時(shí)來(lái)集成遲到了兩周的組件。他們知道的全部就是整套產(chǎn)品被延期了和這是違約的。

　　原則 7. 優(yōu)先編寫(xiě)測(cè)試代碼

　　優(yōu)先編寫(xiě)測(cè)試代碼。這是標(biāo)準(zhǔn)的 XP 方法，但卻總有一種忽視它的誘惑。

　　每次我屈服于這種誘惑時(shí)，我都感到后悔。假設(shè)您正努力生產(chǎn)正確的代碼，那么您 好象能從推遲編寫(xiě)測(cè)試代碼中節(jié)省的時(shí)間其實(shí)只是一個(gè)幻想。

　　注意：這不是說(shuō)您應(yīng)該一次性編寫(xiě)全部測(cè)試代碼后，再一次性全部實(shí)現(xiàn)。編寫(xiě)一些測(cè)試代碼，實(shí)現(xiàn)它們，再編寫(xiě)一些測(cè)試代碼，再實(shí)現(xiàn)它們等等是個(gè)更好的辦法。設(shè)計(jì)以這種方式得以進(jìn)展；在實(shí)現(xiàn)階段捕捉錯(cuò)誤并在下一組測(cè)試中改正它。以這種方式編寫(xiě)測(cè)試也更少會(huì)使人畏縮。

　　代碼比您需要的還多？

　　只需一點(diǎn)點(diǎn)努力，就可能容易地對(duì)任何程序進(jìn)行徹底的測(cè)試。當(dāng)然，不可避免存在這些原則不適用的情況；于是，看起來(lái)好像不可能對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試。

　　當(dāng)出現(xiàn)這些情況時(shí)，我盡力退一步地看這個(gè)問(wèn)題，“我怎樣才可能測(cè)試這種代碼？”相反地，我問(wèn)自己，“我怎樣才能以可測(cè)試方式編寫(xiě)這些代碼呢？”這種想法上的改變的結(jié)果經(jīng)常是增加了大量 僅僅服務(wù)于簡(jiǎn)化測(cè)試的功能。

　　什么？別擔(dān)心；出現(xiàn)這種情況完全正常。

　　就象很多現(xiàn)有的設(shè)計(jì)模式，它們只是為了增加程序的可擴(kuò)展性就往程序中添加很多類(lèi)（例如 visitor、decorator 等等），開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化測(cè)試的新模式是可以接受的。實(shí)際上，面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的很多特征都是為了簡(jiǎn)化擴(kuò)展而包含進(jìn)去的；為什么語(yǔ)言的未來(lái)版本（或全新的語(yǔ)言）不應(yīng)包含簡(jiǎn)化測(cè)試的特征。

　　對(duì) Java 語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)開(kāi)始。人們計(jì)劃在未來(lái)版本中包含很多更強(qiáng)大的類(lèi)型系統(tǒng)、斷言（assertion）等等。就象面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言已經(jīng)增加了我們重用和擴(kuò)展現(xiàn)有代碼的程度，將來(lái)，面向測(cè)試的設(shè)計(jì)和特征將幫助我們?cè)鰪?qiáng)新老代碼的健壯性。

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