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基于Python的测试驱动开发框架

更新时间：2019-12-24 12:16:31 大小：2M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：python 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

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本文首先介绍了测试驱动开发,继而介绍了测试模式,描述了测试驱动开发的优势、一般步骤、测试的原则和对一般开发人员的要求,最后比较详细地介绍了几种基于Python的测试框架。

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科学技术

Python

基于

的测试驱动开发框架

朱道雨

（中国船舶重工集团公司第 723 研究所江苏·扬州 225101）

摘

要本文首先介绍了测试驱动开发，继而介绍了测试模式，描述了测试驱动开发的优势、一般步骤、测试的原则和

对一般开发人员的要求，最后比较详细地介绍了几种基于 Python 的测试框架。

关键词测试驱动开发 Python 测试框架

中图分类号：TP3

文献标识码：A

1 测试驱动开发介绍

程序片段，分离编码和测试，并定义了探索性测试，强调单元

测试和集成测试的重要性。

测试驱动开发（TDD）是一种不同于传统开发流程的新型

的开发方法，采取了很小的增量式开发方式，强调测试在软件

开发过程中的作用。TDD 是一种编码之前进行单元测试的软

件开发思想。TDD 先行定义了需求，扩大测试覆盖率，从而推

进整个开发过程。其编写的代码简洁、健壮且高质量，加快软

件开发。

3 TDD 的优势以及一般步骤

3.1 TDD 优势

TDD相较于传统的结构化开发过程方法，具有以下优势：

3.1.1 更快更好地迎接需求变化

根据客户需求编写测试用例，关注用户反馈和以使用者

的角度对功能的过程和接口进行设计，可及时响应需求变更，

更符合后期开发的需求。同时覆盖完全的单元测试，提高了

代码的可靠性。

2 测试模式介绍

针对软件开发典型的瀑布模型，其是一种带有部分反馈

的自上而下的开发模式，对文档支持要求高。该模型按照阶

段划分了检查点，最终产品只能在后期才能看到最终结果，测

试阶段一般占一半时间。软件测试和软件开发过程一样遵循

软件工程原理，下面以 V 模型和 X 模式为例对测试与开发之

间的关系进行说明。

3.1.2 明显地缩短了设计决策的反馈循环

基于易测试和测试独立性的要求，更多地依赖于接口，通

过实现松耦合的设计，提高系统的可扩展性和抗变性；同时对

其功能的分解、使用过程、接口都进行了设计。

3.1.3 降低了后续测试的成本

2.1 V 测试模型

V 模型和瀑布开发模型一样，存在需求分析、概要设计、

详细设计、代码编码等阶段，这些过程都需考虑对应的测试工

作，同时设计测试用例、编制测试计划。V 模型明确标明了测

试的不同级别，清楚地描述了测试阶段和开发过程期间各阶

段的对应的关系。需求分析产生的错误直到验收测试才能发

现是其最大的局限性。

TDD 先考虑代码的使用需求――功能、过程、接口等，再

确认需求是无歧义的、可验证的。首先将测试提到编码之前

并频繁地运行所有测试，尽早地发现或避免错误，不断地重构

代码并消除重复设计，提高代码的重用，极大地提高代码的健

壮性。

3.1.4 提供持续的回归测试

2.2 X 测试模型

TDD能帮助开发人员持续地跟踪软件生命周期内的全部

状态，并快速地反馈开发人员，使开发人员无需过分担心不可

预知的异常并大胆地实施重构。

3.1.5 提供合格的文档

TDD 所产生的单元测试代码是最完美的开发者文档，含

有 API 如何使用的信息，同时与最新的代码保持同步。

3.2 TDD 的一般步骤

（1）明确当前主要完成的功能，并形成电子或者书面的记

录表单；

（2）快速地编写此功能的测试用例；

（3）运行测试，发现新增的测试不能通过测试；

（4）改动测试程序，尽快让测试程序通过运行

（5）重构已完成的代码，消除重复设计，优化程序结构，并

保证测试通过

（6）循环完成所有功能。

图 1：X 模型图

3.3 测试原则

如图，X 模型更详细地描述了详细设计和编码阶段的开

发行为，分离单程序片段的编码和测试，直到集成为可执行程

序，然后测试这些可执行程序。已通过集成测试的成品既可

封装并提交给用户，也可作为更大规模集成的一部分，针对多

（1）测试隔离，不同代码的测试相互隔离，对单块代码的

测试应只考虑该代码的测试，

（2）测试列表，在软件开发的任意阶段，添加新功能需求

时，需将相关功能点添加到测试列表中，不断地完成测试用例，

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并重构。

（3）测试驱动，在完成代码类、功能设计前，首先编制测试

包含回溯。

4.3 nose 系列

代码，考虑如何使用与测试，继而设计编码。

由于扩展自 unittest 的扩展，nose 也支持类似于 setUp、set-

UpClass、setUpModule 的测试环境创建方式，所以 python 的测

试更加简单。nose 自动发现测试代码并执行，nose 提供了大量

（4）测试与断言优先，在编写代码之前编写测试，在编制

代码过程中，首先编写断言语句，再编写辅助语句。

（5）可测试性，代码设计过程必须具有较强的可测试性，的插件，比如测试输出的 xUnitcompatible，覆盖报表等等。

有助于提高代码的内聚性和复用。

路径、模块（文件）、类、函数的名字若匹配上testMatch，那

就会被认为是一个用例，另外所有 unittest.TestCase 的子类都

会被当做测试用例。nose 主要检查一个测试用例的文件夹，

否则会忽略此文件路径。显式地避免某个对象被当做测试用

例的方法是：给其或其容器添加一个 _test_ 属性，并且运算结

（6）及时重构，无论是功能代码还是测试代码，对结构不

合理、重复的代码，都要进行及时的重构。

4 测试框架

4.1 unittest 测试框架

(

)

该测试框架中最核心的概念为：test case，test suite，test

runner，text fixture。unittest 提供了 TestCase 基类来构造单元

测试用例，在构建测试用例的时候，使用 setUp 方法初始化测

试环境，tearDown方法执行扫尾结束工作并还原测试环境，这

类似于上下文管理器，setUp 和 tearDown 每次必须运行一次

（如图 2）。

果不为 True，只要 bool _test_ == False 即可。

nose可不使用特定的格式、不需要一个类容器，甚至不需

要 import，但 nose 测试用例的命名仍需以 test_开头。

4.4 pytest

作为 unittest 的替代工具，pytest 是一个语法简单且功能

丰富灵活的测试框架。相比

unittest，实现相同的测试功能 py-

，

test 更简洁高效；支持简单的单元测试和复杂的功能测试，支

持参数化，支持重复执行失败的case，支持运行由nose、unittest

编写的测试 case。

pytest 创建测试环境（fixture）的方式，通过显式指定scope

参数来选择装饰器。一个 fixture 函数的类型一旦定义即确

定，对于 scope=’function’的 fixture 函数会在测试用例的前后

分别调用 setup/teardown。测试用例的参数只负责引用具体的

对象，并不关心作用域；同时 setup/teardown 语法与 unittest 的

兼容性不如 nose 高。fixture 在参数列表中可以明了地知道哪

些tests 使用了一个资源，无需人为地创建类，只需分离fixture

应用。而对于一个资源而言，teardown 代码是紧密地和 setup

代码耦合的。常常需在资源 setup 代码的位置处指定资源的

生命周期的范围来节省测试时间。

图 2：测试流程图

TestLoader 用来加载 TestCase、TestSuite,可使用 LoadTes-

tsForm 方法，创建测试实例，继而 add 到 TestSuite 中，返回一

个 TestSuite 实例。使用 TextTestRunner 执行测试用例，其中，

测试结果保存到 Result 中，包括运行的用例数量、成功与失败

信息。Fixture 完成测试环境的搭建和销毁。

一般而言，测试类以 Test 开头的类，但不能带有 _init_方

法；测试文件以 test 开头或者结尾的文件；测试函数以 test 开

头。pytest 会自动进行收集测试用例，在 pytest.ini 配置文件中，

python_classes 指定测试类和测试文件、python_functions 指定

测试函数。在 setup.cfg 文件中 norecursedirs 指定禁止目录。

4.5 unittest2 测试框架

通过命令行或者main函数来启动单元测试，main会调用

run 来执行，当 Runner 执行时，将执行结果输出到控制台或文

件，通过设置 verbosity 参数控制执行结果的输出。unittest 框

架比较笨重且难以扩展，必须在 TestCase 子类中编写所有的

单元测试和断言方法，必须为测试活动建立测试套件。

4.2 doctest 测试

unittest2 测试框架是 unittest 的升级版，改善了 API 以及

诊断语法。由于篇幅所限，只说明一点：可使用import unittest2

as unittest 在 unittest 与 unittest2 之间进行切换。

doctest测试框架在文档字符串（docstring）内嵌注释，这些

注释将各单元模块的期望结果予以表达，字符串如同交互式

shell 会话搜索 Python 代码，继而尝试执行并验证结果。测试

用例的位置必须放在整个模块文件的开始部分或紧接声明语

句的下一行。设置 verbose 参数用于控制是否输出详细信息，

默认不输出任何东西，除非测试失败。

5 结束语

构建“TDD友好”的系统，需要进行分层架构，建立标准一

致的系统，操作环境可控，努力创建高内聚低耦合的结构，在

TDD 实践过程可实现代码的低层设计。而 TDD 并不能直接

提高设计能力，它要求开发人员思想上重视测试,掌握重构与

设计模式等知识，从而间接改善软件设计。

当不带任何参数运行 test_basic.py 时。将 test_basic 导入

到脚本的命名空间中，可导入其他希望要测试的模块。testmod

函数去遍历模块本身、模块函数及其所有文档字符串，以找出

所有类似交互式 shell 会话的内容。

参考文献

doctest 在解析显式会话时，将空行作为会话结束来处理。 [ ]

(

) [

]

Beck,K.测试驱动开发中文版 M .孙平平译.北京:中国电力出版社, 2004.

[ ]

(

)[

]

雨痕.Python3 学习笔记上卷 M .北京:电子工业出版社,2018.

可利用文档字符串自定义的函数来解决此问题。一方面由于

文档字符串毕竟是字符串换码，所以要注意\n 这样的序列被

扩展。另一方面由 doctest 处理的文档字符串可能会在其内部

[ ]

Matthew,K.Python机器学习实践,测试驱动的开发方法 M .刘江一,上官明

乔,白皓,刘旭威译.北京:机械工业出版社,2017.

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