【编程】 打桩测试的原则及举例示范（详细讲解）

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1. 打桩测试

白盒测试中的 “打桩测试”（Stubbing and Mocking）是一种使用模拟对象（stubs）或伪造对象（mocks）替代真实组件的技术。通过打桩测试，可以隔离被测试代码的依赖项，使测试更加可控、稳定和高效。在进行打桩测试时，有几个原则是值得遵循的：

1. 关注点分离（Separation of Concerns）： 打桩测试的目的是隔离被测试代码与其依赖项。确保被测试代码只关注业务逻辑，而不包含与外部依赖的交互。这样可以保持代码的简洁性和可读性，并使得测试更加专注和有效。
   
2. 针对特定场景编写测试： 每个测试用例应该专注于一个特定的场景或路径。通过针对不同的输入和条件编写测试用例，可以覆盖更多的代码路径，从而提高测试的全面性。
   
3. 保持测试用例独立： 每个测试用例都应该是独立的，不应该依赖其他测试的状态或执行顺序。这样可以确保测试结果的可靠性和一致性。
   
4. 选择合适的打桩对象： 在打桩测试中，需要选择合适的模拟对象（stubs或mocks）来代替真实的依赖项。Stubs通常用于提供简单的、预定义的数据或行为，而Mocks则更灵活，可以设置预期并验证调用。
   
5. 验证打桩对象的交互： 对于Mock对象，不仅要设置预期行为，还要验证代码是否按预期与它们进行交互。这样可以确保被测试代码正确地调用了依赖项。
   
6. 更新打桩对象随需求变化： 随着代码和需求的变化，打桩对象可能需要进行更新。确保在修改代码时，也相应地更新测试中的打桩对象，以保持测试的有效性。
   
7. 避免过度打桩： 尽量避免在测试中过度打桩，保持测试的简洁性。只需要为了隔离被测试代码的关键依赖项进行打桩。
   
8. 组合使用打桩和真实对象： 在某些情况下，可以使用部分真实对象和部分打桩对象的组合进行测试，以确保在测试中既有控制又有实际交互。
   
9. 持续维护和优化： 打桩测试应该作为开发流程中的一部分，随着代码的演进持续进行维护和优化。随着代码库的发展，可能需要调整测试策略和打桩对象的使用。
   

遵循这些原则，可以帮助你在白盒测试中有效地运用打桩测试技术，提高测试覆盖率和代码质量。

2. 举例示范

用一个简单的 C++ 示例来说明打桩测试的原则。假设我们有一个简单的函数 calculateSquare，用于计算一个整数的平方，并且它依赖于一个外部的 Logger 类来记录计算的结果。使用打桩测试来隔离 Logger 类并测试 calculateSquare 函数的功能。

首先，我们定义 Logger 类和 calculateSquare 函数的头文件 my_math.h：

// my_math.h
class Logger {
public:
    void logResult(int num, int result);
};
int calculateSquare(int num, Logger& logger);

然后，我们在 my_math.cpp 中实现这些函数：

// my_math.cpp
#include "my_math.h"
#include <iostream>
void Logger::logResult(int num, int result) {
    std::cout << "Square of " << num << " is " << result << std::endl;
}
int calculateSquare(int num, Logger& logger) {
    int result = num * num;
    logger.logResult(num, result);
    return result;
}

现在，使用打桩测试来测试 calculateSquare 函数。为了做到这一点，创建一个 MockLogger 类，它模拟了 Logger 类的行为：

// mock_logger.h
#include "my_math.h"
class MockLogger : public Logger {
public:
    void logResult(int num, int result) override;
    int getLoggedNum() const;
    int getLoggedResult() const;
private:
    int loggedNum;
    int loggedResult;
};

// mock_logger.cpp
#include "mock_logger.h"
#include <iostream>
void MockLogger::logResult(int num, int result) {
    loggedNum = num;
    loggedResult = result;
}
int MockLogger::getLoggedNum() const {
    return loggedNum;
}
int MockLogger::getLoggedResult() const {
    return loggedResult;
}

现在，我们可以编写 calculateSquare 函数的打桩测试，使用 MockLogger 来代替真实的 Logger：

// test_calculate_square.cpp
#include "my_math.h"
#include "mock_logger.h"
#include <cassert>
int main() {
    MockLogger mockLogger;
    int num = 5;
    int expectedResult = num * num;
    int result = calculateSquare(num, mockLogger);
    // 验证 calculateSquare 函数正确地调用了 logResult 方法
    assert(mockLogger.getLoggedNum() == num);
    assert(mockLogger.getLoggedResult() == expectedResult);
    // 验证计算结果是否正确
    assert(result == expectedResult);
    std::cout << "Tests passed!" << std::endl;
    return 0;
}

在这个例子中，使用了打桩测试技术，通过创建 MockLogger 类来隔离和验证 Logger 类的行为。通过使用 MockLogger，我们可以在测试中捕获 calculateSquare 函数对 Logger 的调用，并验证计算结果是否正确。

这个例子是非常简单的，实际应用中可能涉及更复杂的情况，但这里的原则和方法在更大规模的项目中同样适用。