讲课案例11(单元测试与代码重构)

讲课案例11（单元测试与代码重构）一、单元测试【单元测试基础案例】现有一个MyMath类，实现了一个“从两个整数中选择最大者”的getMax()方法和一个“从三个整数中选择最大者”的getMax()方法（见案例代码）。

编写一个TestMyMath测试类，对这两个方法分别进行单元测试，尽可能发现其中的Bug（暂不修复）。

（1）编写测试时，首先考虑验证每个方法的功能是否正确。

（2）然后考虑边界条件。

（3）思考：没有全面的单元测试，你能发现产品代码中的大量缺陷吗？（4）掌握JUnit框架的基本用法及Assert类的基本用法。

【单元测试基础案例】现有一个Product产品类，实现了一个“从一组整数中求最大数”的方法（见案例代码）。

编写一个TestProduct 测试类，对该方法进行单元测试，尽可能发现其中的Bug。

（1）编写测试时，首先考虑正常的情况。

（2）考虑边界条件。

（3）考虑异常情况，并进行异常情况的测试。

（4）对发现的Bug进行修复，并进行回归测试。

（5）掌握JUnit中异常测试的基本方法。

【计算逻辑测试案例】模拟一个购物车，顾客可以向购物车中添加多个商品并可以查看购物清单和应付款项。

每个条目应当包括商品名、单价、数量等基本信息。

若每件商品都有相应的打折规则，如何计算出应付款项？（1）假设打折规则如下：◆单项打折：若商品单价超过100元，则对该商品打7折；若商品单价超过50元但小于等于100元，则对该商品打8折；若商品单价小于等于50元，则对该商品打9折。

◆总额打折：一次购物的总额（单项打折后）若超过300元，则再对总额打9折，否则不再对总额打折。

（2）设计关键点：使用一个结算对象来专门进行应付款项的计算。

（3）使用JUnit对结算对象进行单元测试，并修复所有的Bug。

（4）总结：编写单元测试时，先进行基本功能验证，再考虑复杂测试用例、边界条件、白盒测试用例等情况。

【算法测试案例】编写一个冒泡排序算法，对一组整数进行排序，用户既可以升序排序，也可以降序排序。

分别对这两个方法进行单元测试。

public class BubbleSort{public int[] ascSort(int[] a){for(int i=1;i<a.length;i++)for(int j=0;i<a.length-i;j++)if(a[j]>a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}return a;}public int[] descSort(int[] a){for(int i=1;i<a.length;i++)for(int j=0;j<a.length-i;i++)if(a[j]<a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}return a;}}（1）使用Assert.assertArrayEquals（）方法可以对两个数组是否等价进行验证。

（2）先考虑基本功能验证，再考虑特殊情况。

修复发现的所有Bug。

【异常测试案例】现有一个可以保存任意对象的MyStack<T>堆栈类，该堆栈的大小可以在创建时指定。

并且该堆栈在栈空时弹栈会抛出“栈空不能弹栈”的异常，在栈满时入栈会抛出“栈满不能入栈”的异常。

（1）首先编写一组测试用例，对MyStack<T>的push（）和pop（）操作的正确性进行验证。

（2）然后对“栈空不能弹栈”的异常进行测试。

（3）再对“栈满不能入栈”的异常进行测试。

（4）再对堆栈初始化的异常进行测试。

【性能测试案例】在Fibonacci数列案例中，自行设计和定义一个MyBigInteger类，实现add( )方法，替换掉Java类库中的BigInteger 类。

（1）自己编写一个MyBigInteger类，实现大整数的存储和求和。

（2）注意计算中的性能问题。

（3）在单元测试中构造两个超大整数（每个超大整数有两万位），进行求和，设定超时时间为100毫秒（即@Test(timeout=100)），观察测试是否会失败？（4）思考：能否改进求和算法？【复杂逻辑测试案例】现有一个Calendar类，可以计算出给定日期的前一天日期和后一天日期（例如，若给定一个日期为2005.3.24，则该类可以计算出该日期的前一天日期为2005.3.23，后一天日期为2005.3.25）。

（1）首先简单地测试该类的计算功能是否正确。

（2）思考：有几种方法可以判定两个日期对象相同？（3）然后使用如下的一组测试用例，进行功能测试。

（4）再使用无效日期（如2003年3月35日）进行异常测试，并预期其行为。

修复所有测试出的Bug。

（5）一些日期示例：【字符串测试案例】判断一个给定的字符串是否是“回文串”（Palindrome）。

回文是指正读和反读都相同的字符序列，例如，“abcba”是回文串，但“abcde”不是回文串。

首先编写出该Palindrome类，然后对其进行单元测试，并考虑空引用、空白串、单字符串等特殊情况，最后修复所有Bug和进行回归测试。

【泛型容器测试案例】编写一个MyArrayList<T>泛型类，可以按顺序表的方式操作一组相同类型的对象。

编写该类的同时，从其功能角度考虑，编写出全面的单元测试。

（1）严格测试公共泛型接口IList中规定的全部方法。

（2）注意对MyArrayList类应当测试异常。

（3）课后作业：为自己以前编写的泛型容器类（如哈希表、二叉排序树、映射表、集合等）逐个编写单元测试，验证其质量如何。

改进：单元测试中的模拟对象讲解应当先给一个相互依赖对象的实例，通过测试发现错误，但是很难定位错误，从而说明解耦两个相互依赖对象的重要性。

【测试桩案例】被测类EmployeeService中有一个方法getTotalSalary( )，用来计算出一组员工的总薪水（见案例代码）。

这组员工对象由一个数据访问对象从数据库中读取，但目前没有数据库支持，无法读取员工信息。

现在如何测试该方法？（1）首先提取数据访问对象的接口IDao。

（2）编写一个自定义的Dao类实现该接口。

（3）在测试EmployeeService的getTotalSalary（）方法时使用依赖注入将Dao对象传入，并预期测试结果。

（4）总结：测试桩使用一个模拟对象替代实际对象以顺利完成对被测对象的单元测试。

【模拟对象案例1】被测类Calculator中有一个方法compute（），用来计算f(n)=n+n!+n!+2n的值，其中，计算n!及2n的方法都由一个依赖类提供，但是目前该依赖类还未编写完成。

试定义出该依赖类的接口，然后使用jmock模拟对象来独立地完成被测类Calculator的单元测试。

（1）首先定义出该依赖类的接口IMath。

（2）使用JMock库创建一个实现了IMath接口模拟对象，并规定好预期返回值。

（3）在单元测试中给被测对象Calculator传入模拟对象，并检查其计算结果是否正确。

（4）总结：模拟对象解除了被测对象与依赖对象之间的耦合，使得对被测对象进行单元测试变得方便。

【模拟对象案例2】Tom总是随身带着一个钱包，我们想向Tom借300元钱。

在包中已经编写好了Person类和Wallet类。

（1）Wallet类封装从钱包中取钱的逻辑。

（2）Person类封装一个钱包对象和借钱的逻辑。

（3）包中封装Wallet类和Person类，并且隐藏Wallet类，只公开Person类。

（4）测试要求：先对Wallet类做单元测试，再用JMock对象模拟Wallet类（提取IWallet接口），对Person类的借钱方法做单元测试。

二、代码重构【重构基础案例】现有一个MyMath类，实现了一个“从两个整数中选择最大者”的getMax()方法和一个“从三个整数中选择最大者”的getMax()方法（见案例代码）。

已经编写了单元测试，并发现了几个Bug。

（1）首先修复所有的Bug，使测试全部通过。

（2）改进两个getMax（）方法内部实现代码，提升代码的重用度和可读性。

同时保证单元测试仍然能够全部通过。

（3）总结：通过代码重构加深了我们对代码逻辑的理解和认识。

【显示效果重构案例】现有一个ChessBoard棋盘类，包含一个show （）方法，显示该棋盘的形状。

该方法中的代码很长，试进行重构，要求棋盘的显示效果不变。

（1）代码坏味道之一：过长的方法。

（2）代码坏味道之二：重复的代码。

（3）重构手法之一：提炼方法。

（4）重构手法之二：组合方法。

（5）要点：重构时要注意节奏，小步前进。

【算法重构案例】现有一个冒泡排序算法类（BubbleSort），能对一组整数进行排序，用户既可以升序排序，也可以降序排序，并且已经通过了单元测试。

public class BubbleSort{public static int[] ascSort(int[] a){if(a==null)throw new IllegalArgumentException("数组不能为null");for(int i=1;i<a.length;i++)for(int j=0;j<a.length-i;j++)if(a[j]>a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}return a;}public static int[] descSort(int[] a){if(a==null)throw new IllegalArgumentException("数组不能为null");for(int i=1;i<a.length;i++)for(int j=0;j<a.length-i;i++)if(a[i]<a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}return a;}}（1）代码坏味道：重复的代码。

（2）重构手法：提炼接口。

定义一个IComparator接口，包含一个comapre（int , int）方法，比较两个整数的大小。

（3）重构手法：提炼方法和增加参数。

将排序代码提取至一个私有方法中，并增加一个比较器对象作为参数，替换比较表达式。

（4）定义两个匿名的比较器对象传给方法，完成升序和降序排序。

（5）重新运行单元测试，保证测试全部通过。

【性能改进案例】在Fibonacci数列案例中，自行设计和定义一个MyBigInteger类，实现add( )方法，替换掉Java类库中的BigInteger 类。