單元測(cè)試就是測(cè)試單獨(dú)的單元。在本文中，我們將進(jìn)行7次模擬，包括一些有用的問(wèn)題，以便您可以指導(dǎo)自己完成C和單元測(cè)試。

我們需要多少單元測(cè)試隔離？在為C和C++開(kāi)發(fā)單元測(cè)試時(shí)，這是一個(gè)反復(fù)出現(xiàn)的重要問(wèn)題，經(jīng)常被爭(zhēng)論。我在這里不是在談?wù)撆c開(kāi)發(fā)者的隔離，而是坐在開(kāi)放空間中坐在我們旁邊，敲打他耳機(jī)的音樂(lè)節(jié)奏（順便說(shuō)一句，當(dāng)我們想創(chuàng)造出色的質(zhì)量代碼時(shí)，這也很重要）。我說(shuō)的是將經(jīng)過(guò)測(cè)試的代碼與其周圍環(huán)境（即所謂的協(xié)作環(huán)境）隔離開(kāi)來(lái)。

在繼續(xù)之前，讓我先澄清一件事：在討論C和C++語(yǔ)言的存根和模擬時(shí)，由于語(yǔ)言層在復(fù)雜性，功能和期望方面的差異，通常在C和C++之間劃清界限。關(guān)于典型的模擬框架，使用Parasoft C/C++test時(shí)，情況略有不同，因?yàn)閮煞N語(yǔ)言都可以使用大多數(shù)框架功能。因此，在討論該主題時(shí)，我將給出一個(gè)C或C++單元測(cè)試示例，并且除非我專門將某項(xiàng)標(biāo)記為僅受C或C++支持，否則您應(yīng)始終假定這兩種語(yǔ)言均提供了特定功能。

隔離還是不隔離？

一方面，常識(shí)要求除非有充分的理由，否則我們不應(yīng)該孤立。最后，測(cè)試真正的協(xié)作者只會(huì)增加我們對(duì)代碼庫(kù)的滲透。為什么我們要放棄一些額外的代碼覆蓋范圍以及發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的可能性？好吧，看來(lái)有一些很好的理由——我們將很快進(jìn)行討論。

另一方面，一個(gè)正統(tǒng)的單元測(cè)試人員會(huì)認(rèn)為單元測(cè)試是對(duì)孤立的單元進(jìn)行測(cè)試，并且應(yīng)該保持原樣。與真正的合作者進(jìn)行測(cè)試是集成階段的領(lǐng)域。一個(gè)眾所周知的事實(shí)是，通過(guò)將真正的環(huán)境納入測(cè)試范圍，我們可以使測(cè)試噪音更大。依賴真實(shí)環(huán)境的測(cè)試不僅會(huì)對(duì)被測(cè)代碼中的更改做出反應(yīng)，而且還會(huì)對(duì)相關(guān)組件中的更改做出反應(yīng)。嘈雜的測(cè)試使維護(hù)過(guò)程更加昂貴，并且會(huì)分散注意力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種分散注意力通常成為放棄單元測(cè)試實(shí)踐的主要原因。

那么隔離測(cè)試代碼的策略是什么？鑒于上述情況，很難制定一個(gè)好的規(guī)則來(lái)確定需要mock哪些環(huán)境以提供對(duì)測(cè)試代碼的適當(dāng)隔離。從測(cè)試效率和有效性的角度來(lái)看，“盡可能地隔離”和“盡可能避免單元測(cè)試隔離”這兩種方法各有利弊。

3個(gè)簡(jiǎn)單的Mock原因

這是一些更明顯的情況：

1.合作者尚未實(shí)施或仍在開(kāi)發(fā)中

這很簡(jiǎn)單。我們別無(wú)選擇，我們需要一個(gè)mock實(shí)現(xiàn)。下圖說(shuō)明了這種典型的單元測(cè)試環(huán)境（SUT——被測(cè)系統(tǒng)，DOC——依賴組件/環(huán)境）：

2.硬件獨(dú)立性

對(duì)于編寫(xiě)桌面應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，這類問(wèn)題似乎遙不可及，但對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)人員而言，單元測(cè)試的硬件獨(dú)立性是一個(gè)重要方面，無(wú)需硬件即可實(shí)現(xiàn)高水平的測(cè)試自動(dòng)化和執(zhí)行。一個(gè)很好的例子是被測(cè)單元與GPS硬件交互，期望提供一定的定位坐標(biāo)序列來(lái)計(jì)算速度。盡管我們建議您多做些運(yùn)動(dòng)，這是一個(gè)好主意，但我無(wú)法想象測(cè)試人員會(huì)在設(shè)備上跑來(lái)跑去以模擬運(yùn)動(dòng)，只是為了生成所需的測(cè)試輸入，而無(wú)論何時(shí)需要進(jìn)行單元測(cè)試。為此，該示例說(shuō)明了如果在開(kāi)發(fā)過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)硬件獨(dú)立性，則設(shè)備的開(kāi)發(fā)生命周期將進(jìn)行GPS測(cè)試多晚。

3.故障注入

故意注入錯(cuò)誤是測(cè)試中的常見(jiàn)情況。例如，這可用于測(cè)試內(nèi)存分配失敗，或查看硬件組件是否失敗。一些開(kāi)發(fā)人員試圖在測(cè)試初始化階段激發(fā)真正的環(huán)境，以便當(dāng)從被測(cè)試的代碼中調(diào)用時(shí)，它會(huì)以錯(cuò)誤響應(yīng)。對(duì)我來(lái)說(shuō)，這不切實(shí)際，通常太麻煩了。通常，更好的選擇是測(cè)試特定的、仿造的實(shí)現(xiàn)來(lái)模擬故障。

4個(gè)不那么直率的Mock原因

除了這些明顯總是需要模擬的環(huán)境的明顯情況之外，還有其他一些更微妙的情況，仿造的環(huán)境是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。如果我們的測(cè)試過(guò)程遇到下面列出的任何問(wèn)題，則表明需要更好地隔離測(cè)試的代碼。

1.單元測(cè)試不可重復(fù)

難以實(shí)現(xiàn)依賴于易失性的穩(wěn)定測(cè)試。在這種情況下通常會(huì)發(fā)生的情況是，我們?cè)诓桓臏y(cè)試代碼或測(cè)試代碼的情況下收到了不同的測(cè)試結(jié)果。瞬態(tài)可能是依賴系統(tǒng)調(diào)用或無(wú)法從測(cè)試內(nèi)部控制的外部信號(hào)的影響。一個(gè)典型的例子是系統(tǒng)時(shí)鐘——如果測(cè)試場(chǎng)景需要在特定的時(shí)間點(diǎn)做出反應(yīng)，那么如果沒(méi)有能夠完全控制對(duì)測(cè)試代碼的間接輸入有完全控制權(quán)的模擬協(xié)作者，則很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.測(cè)試環(huán)境難以初始化

初始化測(cè)試環(huán)境可能非常復(fù)雜。模擬真實(shí)的環(huán)境，以便他們?yōu)闇y(cè)試的代碼提供可靠的輸入，即使不是不可能，也是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。 

組件通常是相互關(guān)聯(lián)的，當(dāng)嘗試初始化一個(gè)特定的模塊時(shí)，我們可能最終會(huì)初始化系統(tǒng)的一半。用偽造的實(shí)現(xiàn)代替真正的協(xié)作者可以降低測(cè)試環(huán)境初始化的復(fù)雜性。

3.測(cè)試狀態(tài)難以確定

在許多情況下，確定測(cè)試結(jié)論需要在測(cè)試執(zhí)行后檢查協(xié)作者的狀態(tài)。使用真正的環(huán)境，通常是不可能的，因?yàn)樵谡嬲膮f(xié)作者界面中沒(méi)有合適的訪問(wèn)方法來(lái)查詢測(cè)試后的狀態(tài)。

用mock代替真正的環(huán)境通?？梢越鉀Q問(wèn)題，并且我們可以使用各種訪問(wèn)方法來(lái)擴(kuò)展偽造的實(shí)現(xiàn)以確定測(cè)試結(jié)果。

4.測(cè)試很慢

在某些情況下，真實(shí)環(huán)境的響應(yīng)可能會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間。當(dāng)延遲變得不可接受以及何時(shí)需要隔離時(shí)，并不總是很清楚。測(cè)試運(yùn)行中2分鐘的延遲是否可以接受？通常希望能夠盡快運(yùn)行測(cè)試套件（也許在每次代碼更改之后）。與實(shí)際環(huán)境的交互導(dǎo)致的大量延遲會(huì)使測(cè)試套件變得太慢而無(wú)法實(shí)用。這些真正的環(huán)境可能會(huì)更快地提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并使測(cè)試執(zhí)行時(shí)間達(dá)到可接受的水平。

有用的問(wèn)題，以確定是否要mock

因此，在編寫(xiě)新的C或C++單元測(cè)試并決定使用原始環(huán)境或模擬實(shí)現(xiàn)時(shí)，請(qǐng)考慮以下四個(gè)問(wèn)題：

1. 真正的環(huán)境是我測(cè)試穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)源嗎？
2. 初始化真正的環(huán)境難嗎？
3. 測(cè)試后是否可以驗(yàn)證環(huán)境的狀態(tài)，以決定測(cè)試狀態(tài)？
4. 環(huán)境需要多長(zhǎng)時(shí)間作出回應(yīng)？

如果我們對(duì)環(huán)境的了解足夠多，可以回答所有這些問(wèn)題，那么這是一個(gè)簡(jiǎn)單的選擇。如果沒(méi)有，那么我建議您從真正的環(huán)境開(kāi)始，然后嘗試回答這四個(gè)問(wèn)題。實(shí)際上，這是大多數(shù)測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（TDD）從業(yè)人員在日常工作中應(yīng)用的方法。這意味著您需要適當(dāng)注意測(cè)試用例并仔細(xì)檢查它們，直到它們變得穩(wěn)定為止。

大多數(shù)情況下，單元測(cè)試的隔離由于要測(cè)試的單元的依賴性而變得復(fù)雜。在某些情況下，顯然需要模擬從屬組件，但也需要更微妙的情況。在某些情況下，這不是很明確的方法，它取決于測(cè)試環(huán)境中依賴項(xiàng)所具有的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性。