1. 什么是单元测试？

单元测试是一种软件测试方法，通过编写代码来验证应用程序中最小的可测试单元（如单个函数、方法或类）的正确性。通常，单元测试由开发人员在功能实现过程中或完成后编写，其目的是确保每个最小可测试单元都能按照设计预期正常工作。

2. 单元测试的价值

单元测试的价值主要体现在提高软件质量和可靠性，‌确保代码在修改或重构后仍然能够正常运行。‌单元测试的优势包括：

• 提高代码质量：‌通过发现代码中的错误和漏洞，‌从而提高代码的质量和可靠性。‌
• 提高开发效率：‌在开发过程中及时发现问题，‌减少开发周期和成本。‌
• 便于重构和维护：‌确保代码在重构和维护过程中不会出现新的错误和漏洞。‌
• 有助于团队协作：‌作为团队成员之间的沟通和协作工具，‌提高团队的协作效率和质量。‌

此外，‌单元测试还可以让软件故障尽早被发现，‌避免故障遗留到后期由于定位修复难度带来的更大损失。‌它的可回归性为软件提供了一层安全防护网，‌为软件后续的重构和修改提供了安全保障。‌单元测试还为软件单元如何被使用提供了天然的代码样例使用手册。

3. 遵循的原则

好的单元测试就像空气（AIR）一样感觉不到，但在测试质量的保障上，却是非常关键的。好的单元测试宏观上来说，具有自动化（A）、独立性（I）、可重复执行（R）的特点。

• A: Automatic（自动化）：单元测试应能被自动化执行，以便在代码更改时快速确认新加入的代码没有破坏已有功能，通常情况下会将单测接入到持续集成中，每当代码有变更时都会通过持续集成自动触发单元测试。
• I: Independent（独立性）：每个单元测试应当是独立的，不能依赖于其他测试的执行顺序或结果。这也要求单测的测试颗粒度必须足够小，只有这样才能满足独立性。
• R: Repeatable（可重复执行）：好的单元测试在同样的条件下，每次运行应当给出相同的结果。它不应依赖于外部因素（如网络、数据库或文件系统），需要对这些外部的依赖进行正确的 mock。

除此之外，好的单测还必须要满足有明确的断言，执行速度快，边界测试充分，覆盖率高等特点。只有满足这些条件的单测才是好的单测，好的单元测试是对代码质量保障至关重要的一环。

4. 如何编写单元测试？

下面以 Java 语言为例来介绍如何编写单元测试，总体遵循以下几个步骤：

4.1 拆分详细的测试用例

考虑分支条件：

在编写单元测试时，需要考虑代码中的所有分支。分支包括 if、else、switch 语句等，每个分支都需要单独测试。例如：

public String classifyNumber(int number) {
    if (number < 0) {
        return "negative";
    } else if (number == 0) {
        return "zero";
    } else {
        return "positive";
    }
}

在上述代码中，有三个分支需要测试：

• number<0。
• number==0。
• number>0。

针对每个分支，都需要编写一个测试用例。

寻找边界条件：

除了分支，还需要考虑边界条件。例如，对于上述分类函数，边界值是 -1、0 和 1。边界条件测试可以找出可能潜在的问题，确保代码在极限条件下也能正常工作。

4.2 制定统一的单测规范

命名规范：

单元测试类通常采用类名 Test 的形式。例如，如果要测试一个 Calculator 类，则单元测试类可以命名为 CalculatorTest。单元测试方法的命名应当描述具体要测试的内容。例如：

public class CalculatorTest {
    @Test
    public void testAddition() {
        // 测试内容
    }
    @Test
    public void testSubtraction() {
        // 测试内容
    }
}

存放路径：

一般情况下，单元测试类存放的位置在与被测试类相同包名的下面，但在不同的目录中。在标准的 Maven 项目结构中，源代码放在 src/main/java，单元测试代码放在 src/test/java。

src/main/java/com/example/Calculator.java
src/test/java/com/example/CalculatorTest.java

4.3 选择合适的单测框架

Java 常用的单元测试框架有 JUnit 和 Mockito，下面将围绕如何使用这两种框架编写基本的单元测试。

JUnit 测试框架：

JUnit 是 Java 语言中最著名的单元测试框架。它简洁易用，提供了丰富的注解和断言。

1. 添加 JUnit 依赖（以 Maven 为例）：

<dependency>
  <groupId>junit</groupId>
  <artifactId>junit</artifactId>
  <version>4.13.2</version>
  <scope>test</scope>
</dependency>

2. 编写单元测试：

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;

public class CalculatorTest {
    @Test
    public void testAddition() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3));
    }
}

Mockito 测试框架：

Mockito 是一个强大的模拟框架，用于创建虚拟对象，简化单元测试，特别是在测试不易创建的依赖对象时非常有用。

1. 添加 Mockito 依赖：

<dependency>
  <groupId>org.mockito</groupId>
  <artifactId>mockito-core</artifactId>
  <version>3.11.2</version>
  <scope>test</scope>
</dependency>

2. 编写单元测试：

import static org.mockito.Mockito.*;
import org.junit.Test;

public class UserServiceTest {
    @Test
    public void testGetUser() {
        UserService userService = new UserService();
        UserRepository mockRepo = mock(UserRepository.class);

        when(mockRepo.findUserById(1)).thenReturn(new User(1, "John Doe"));
        userService.setUserRepository(mockRepo);

        User user = userService.getUserById(1);
        assertNotNull(user);
        assertEquals("John Doe", user.getName());
    }
}

5. 如何使用通义灵码快速生成单测

在大多数开发者的编程习惯中，通常采用 Test Later 的方法进行单元测试，即首先编写好代码，然后再为代码编写相应的单元测试。在此背景下，利用通义灵码生成单元测试显得尤为便捷。以下列举几种使用通义灵码生成单元测试的方式。

5.1 手工选中代码方式生成

在 IDE 编辑区中，通过通义灵码选中某段代码来生成单测，选中代码后，在灵码的问答框内，通过 /generate unit test 来生成与选中的代码对应的单元测试。

说明：使用 /generate unit test 这个命令时，可以在输入框追加更多的信息，来生成更符合开发者需要的测试用例，如需要支持 JUnit5 或采用 Mockito 进行 Mock，就可以采用 /generate unit testJUnit5Mockito 这样的方式，后面两个关键词被当作前面命令的参数，这样的使用方式，同样适用于其他命令。

5.2 使用快捷按钮方式生成

通义灵码插件在每个方法签名的上面都会有一个小图标，单击图标后会弹出相应的命令菜单，选择生成单元测试。

也可以选择要生成的代码块，然后单击右键来选择生成单元测试功能。

5.3 采纳单元测试

单测代码生成完毕后，在问答区的代码块右上角，会有三个选项，分别是插入代码，复制和新建文件：

• 插入代码：会将当前生成的单测代码插入到当前打开的文件中。
• 复制：即复制代码块的代码，由用户自行选择将代码复制到哪个文件中。
• 新建文件：会按照 Java 单测的规范，新生成一个单测类文件，放到指定的目录中（对应单测方法文件所在的 test 目录下），如果已经存在同名的单测文件，需要用户自主确认是否覆盖原文件。

5.4 单测生成追问

如果用户对当前生成的单测代码不满意（需要使用特定的单测框架或者生成更多的单测方法），只需在问答区中的输入框输入相应的文本进行追问即可，或者也可以单击预置的单测追问 Tag，如示例中追问的 Tag ：Retry、Use Mockito、Use Spring Test 和 Explain code，进行追问，直到生成用户满意的单测代码为止。

说明：一般根据代码生成的单元测试，会枚举常用的测试用例，并不会遍历所有的用例。如果用户觉得生成的用例不足，建议先采纳当前生成的几个用例，放到测试文件当中。然后，切换到测试文件中，采用代码续写的方式，通义灵码会帮助用户续写新的测试用例。

6. 结语

单元测试是重要的编程实践，为编码过程搭建质量围栏。同时，采用测试驱动开发实践中的 Test First ，能够显著推动代码设计的演变。通义灵码，可以极大降低单元测试框架的搭建和测试用例编写的工作量。同时，使用通义灵码对单元测试用例保鲜，可以显著提升编码质量。

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作者：虎仔