lzj520 — Tue, 23 Oct 2007 11:01:00 GMT

��试热潮现在传播��C�� Ruby �~�程�C�֌��Q��ƈ且愈演愈热。在�q�去一�q�里�Q�测试领域中最为瞩目的创新应属 RSpec 的引入和快速发展，�q�是一�U�行为驱动测试工兗��通过本文了解 RSpec 如何改变��Z��思考测试的方式�?

在过��d��q�中�Q��Y件开发�h员对��试的热情日渐低�q��同一时期出现的动态语�a��q�没有提供编译程序来捕捉最基本的错误，�q��得测试变得更加重要。随着��试�C�֌�的成长，开发�h员开始注意到�Q�除了捕�?bug �{�最基本的优点外�Q�测试还��h��以下优势�Q?/p>

��试能够改进您的设计。进行测试的每个目标对象必须具备臛_��两个客户机：生��代码和测试用例。这些客��h��强制您对代码�q�行解耦。测试还鼓励开发�h员��用更��、更��单的�Ҏ��?
��试减少了不必要的代码。在�~�写��试用例�Ӟ��您养成了很好的测试习惯，卛_��~�写�q�行��试用例所需的最��代码。您抵制住了对功能进行编码的诱惑�Q�因为您目前�q�不需要它�?
推动了测试优先开发。您�~�写的每个测试用例会��定一个小问题。��用代码解册��个问题非常有用�ƈ且可以推动开发。当我进行测试驱动开发时�Q�时间过得飞快�?
��试提供了更多的自主权。在使用��试用例捕获可能的错误时�Q�您会发现自己非常愿意对代码�q�行改进�?

��试驱动的开发和 RSpec

有关��试的优�Ҏ��需赘述�Q�我��向您介�l�一个简单的使用 RSpec 的测试驱动开发示例。RSpec 工具是一�?Ruby 软�g包，可以用它构徏有关您的软�g的规范。该规范实际上是一个描�q�系�l�行为的��试。��?RSpec 的开发流�E�如下：

�~�写一个测试。该��试描述�pȝ��中某个较��元素的行�ؓ�?
�q�行��试。由于尚没有为系�l�中的相应部分构��Z��码，��试��p�|。这一重要步骤��测试您的测试用例，��验测试用例是否在应当��p�|的时候失败�?
�~�写��_��的代码，使测试通过�?
�q�行��试�Q�检验测试是否成功�?

实质上，RSpec 开发�h员所做的工作��是��失败的��试用例调试为成功的��试用例。这是一个主动的�q�程。本文中�Q�我��介�l?RSpec 的基本用法�?

首先�Q�假设您已安装了 Ruby �?gems。您�q�需要安�?RSpec。输入下面的内容�Q?

gem install rspec

使用�C�Z��

接下来，我将逐步构徏一个状态机。我��遵�?TDD 规则。首先编写自��q��试用例�Q��ƈ且直到测试用例需要时才编写代码。Rake 的创��?Jim Weirich 认�ؓ�q�有助于角色扮演。在�~�写实际的生产代码时�Q�您希望充当一�?jerk 开发�h员的角色�Q�只完成最��量的工作来使测试通过。在�~�写��试�Ӟ��您则扮演��试人员的角�Ԍ��试图为开发�h员提供一些有益的帮助�?/p>

以下的示例展�C�Z��如何构徏一个状态机。如果您以前从未接触�q�状态机�Q�请查阅参考资�?/a>。状态机��h��多种状态。每�U�状态支持可以�{换状态机状态的事�g。测试驱动开发入门的关键��是从零入手�Q�尽量少��C��用假设条件。针�Ҏ��试进行程序设计�?/p>

使用清单 1 的内容创建名�?machine_spec.rb 的文件。该文�g��是您的规范。您�q�不了解 machine.rb 文�g的作用，目前先创��Z��个空文�g�?/p>
清单 1. 最初的 machine_spec.rb 文�g

  require 'machine'

接下来，需要运行测试。始�l�通过输入 spec machine_spec.rb �q�行��试。清�?2 展示了预料之中的��试��p�|�Q?/p>
清单 2. �q�行�I�的规范

~/rspec batate$ spec machine_spec.rb
            /opt/local/lib/ruby/site_ruby/1.8/rubygems/custom_require.rb:27:in `gem_original_require':
            no such file to load -- machine (LoadError)
            from /opt/local/lib/ruby/site_ruby/1.8/rubygems/custom_require.rb:27:in `require'
            from ./state_machine_spec.rb:1
            from ...

在测试驱动开发中�Q�您需要进行增量开发，因此在进行下一�ơ开发前�Q�需要先解决此次��试出现的问题。现在，我将扮演 jerk 开发�h员的角色�Q�即只完成满��_��用程序运行所需的最��工作量。我��创��Z��个名�?machine.rb 的空文�g�Q��ɋ��试通过。我现在可以以逸待劻I��试通过而我几乎没做��M��事情�?/p>

�l�箋角色扮演。我现在扮演一个烦�w�的��试人员�Q�促�?jerk 开发�h员做些实际的工作。我��编码以下规范，需要��?Machine �c�，如清�?3 所�C�：

清单 3. 初始规范

require 'machine'
            describe Machine do
            before :each do
            @machine = Machine
            end
            end

该规范描�q�C��目前��不存在�?Machine �c�R�?code>describe �Ҏ��提供�?RSpec 描述�Q�您��传入测试类的名�U�和包含实际规范的代码块。通常�Q�测试用例需要执行一定数量的讄��工作。在 RSpec 中，��由 before �Ҏ��完成�q�些讄��工作。您�?before �Ҏ��传递一个可选的标志和一个代码块。代码块中包含设�|�工作。标志确�?RSpec 执行代码块的频率。默认的标志�?:each�Q�表�C?RSpec ��在每次��试之前调用 set up 代码块。您也可以指�?:all�Q�表�C?RSpec 在执行所有测试之前只调用一��?before 代码块。您应该始终使用 :each�Q��各个��试彼此独立�?

输入 spec �q�行��试�Q�如清单 4 所�C�：

清单 4. 存在性测试失�?/strong>

~/rspec batate$ spec machine_spec.rb ./machine_spec.rb:3: uninitialized constant Machine (NameError)

现在�Q�烦�w�的��试人员要促�?jerk 开发�h员做点什么了 �?jerk 开发�h员现在需要创建某个类。对我来��_��是修复��试出现的错误。在 machine.rb 中，我输入最��量的代码，如清�?5 所�C�：

清单 5. 创徏初始 Machine �c?/strong>

class Machine end

保存文�g�Q�然后运行测试。毫无疑问，清单 6 昄��的测试报告没有出现错误：

清单 6. ��试 Machine 是否存在

~/rspec batate$ spec machine_spec.rb Finished in 5.0e-06 seconds 0 examples, 0 failures

�~�写行�ؓ

现在�Q�我可以开始实现更多的行�ؓ。我知道�Q�所有状态机必须在某些初始状态下启动。目前我�q�不是很清楚如何设计�q�个行�ؓ�Q�因此我先编写一个非常简单的��试�Q�首先假�?state �Ҏ��会返�?:initial 标志。我�?machine_spec.rb �q�行修改�q�运行测试，如清�?7 所�C�：

清单 7. 实现初始状态�ƈ�q�行��试

require 'machine' describe Machine do before :each do @machine = Machine.new end it "should initially have a state of :initial" do @machine.state.should == :initial end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb F 1) NoMethodError in 'Machine should initially have a state of :initial' undefined method `state' for # ./machine_spec.rb:9: Finished in 0.005577 seconds 1 example, 1 failure

注意�q�条规则�Q?code> it "should initially have a state of :initial" do @machine.state.should == :initial end。首先注意到�q�条规则读�v来像是一个英文句子。删除标点，��得�?it should initially have a state of initial。然后会注意到这条规则�ƈ不像是典型的面向对象代码。它��实不是。您现在有一个方法，�U�Cؓ it。该�Ҏ��h��一个��用引��h��h��的字�W�串参数和一个代码块。字�W�串应该描述��试需求。最后，do �?end 之间的代码块包含��试用例的代码�?

可以看到�Q�测试进度划分得很细。这些微��的步骤产生的收益却很大。它们��我能够改�q�测试密度，提供旉��供我思考期望的行�ؓ以及实现行�ؓ所需�?API。这些步骤还能��我在开发期间跟�t�代码覆盖情况，从而构建更加丰富的规范�?/p>
�q�种风格的测试具有双重作用：��试实现�q�在��试的同时构建需求设计文档。稍后，我将通过��试用例构徏一个需求列表�?/p>
我��用最��单的方式修复了测试，�q�回 :initial�Q�如清单 8 所�C�：

清单 8. 指定初始状�?/strong>

class Machine def state :initial end end

当查看实现时�Q�您可能会放声大�W�或感觉受到了愚弄。对于测试驱动开发，您必��ȝ��微改变一下思考方式。您的目标�ƈ不是�~�写最�l�的生��代码�Q�至��现在不是。您的目标是使测试通过。当掌握以这�U�方式工作时�Q�您可能会发现新的实玎ͼ��q�且�~�写的代码要�q�远��于采用 TDD 时编写的代码�?/p>
下一步是�q�行代码�Q�查看它是否通过��试�Q?/p>
清单 9. �q�行初始状态测�?/strong>

~/rspec batate$ spec machine_spec.rb . Finished in 0.005364 seconds 1 example, 0 failures

�׃��旉��思考一下这个通过��试的�P代。如果查看代码的话，您可能会觉得气馁。因为�ƈ没有取得什么进展。如果查看整个�P代，��看到更多内容：您捕获了一个重要需求�ƈ�~�写��试用例实现需求。作��Z��名程序员�Q�我的第一个行为测试帮助我明确了开发过�E�。因为实现细节随着��试的进行越来越清晰�?/p>
现在�Q�我可以实现一个更健壮的状态实现。具体来�Ԍ��我需要处理状态机的多个状态。我需要创��Z��个新的规则获取有效状态列表。像以前一��P��我将�q�行��试�q�查看是否通过�?/p>
清单 10. 实现有效状态规�?/strong>

it "should remember a list of valid states" do @machine.states = [:shopping, :checking_out] @machine.states.should = [:shopping, :checking_out] end run test(note: failing first verifies test) ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb .F 1) NoMethodError in 'Machine should remember a list of valid states' undefined method `states=' for # ./machine_spec.rb:13: Finished in 0.005923 seconds 2 examples, 1 failure

在清�?10 中，出现了一�?RSpec 形式的断�a�。该断言�?should �Ҏ��开始，然后��d��了一些比较关�p�R�?code>should �Ҏ��对应用程序进行某�U�观察。工作中的应用程序应该以某种方式�q�行�?code>should �Ҏ��很好地捕获了�q�种需求。在本例中，我的状态机应该记忆两种不同的状态�?/p>
现在�Q�应该添加一个实例变量来实际记忆状态。像以往一��P��我在修改代码后运行测试用例，�q�观察测试是否成功�?/p>
清单 11. 创徏一个属性以记忆状�?/strong>

class Machine attr_accessor :states def state :initial end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb .. Finished in 0.00606 seconds 2 examples, 0 failures

驱动重构

此时�Q�我�q�不惛_��定将 :initial 状态称为状态机的第一个状态。相反，我更希望�W�一个状态是状态数�l�中的第一个元素。我对状态机的理解在不断演变。这�U�现象�ƈ不少见。测试驱动开发经常迫使我重新考虑之前的假设。由于我已经通过��试用例捕获了早期需求，我可以轻村֜�对代码进行重构。在本例中，重构��是对代码进行调��_��使其更好地工作�?/p>
修改�W�一个测试，使其如清�?12 所�C�，�q�运行测试：

清单 12. 初始状态应该�ؓ指定的第一个状�?/strong>

it "should initially have a state of the first state" do @machine.states = [:shopping, :checking_out] @machine.state.should == :shopping end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb F. 1) 'Machine should initially have a state of the first state' FAILED expected :shopping, got :initial (using ==) ./machine_spec.rb:10: Finished in 0.005846 seconds 2 examples, 1 failure

可以�q�样��_��试用例起到作用了，因�ؓ它运行失败，因此我现在需要修改代码以使其工作。显而易见，我的��d��是使测试通过。我喜欢�q�种��试目的�Q�因为我的测试用例正在驱动我�q�行设计。我��把初始状态传递给 new �Ҏ��。我��对实现�E�作修改�Q�以�W�合修改后的规范�Q�如清单 13 所�C��?/p>
清单 13. 指定初始状�?/strong>

start to fix it class Machine attr_accessor :states attr_reader :state def initialize(states) @states = states @state = @states[0] end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb 1) ArgumentError in 'Machine should initially have a state of the first state' wrong number of arguments (0 for 1) ./machine_spec.rb:5:in `initialize' ./machine_spec.rb:5:in `new' ./machine_spec.rb:5: 2) ArgumentError in 'Machine should remember a list of valid states' wrong number of arguments (0 for 1) ./machine_spec.rb:5:in `initialize' ./machine_spec.rb:5:in `new' ./machine_spec.rb:5: Finished in 0.006391 seconds 2 examples, 2 failures

现在�Q�测试出��C��一些错误。我扑ֈ�了实��C��的一�?bug。测试用例不再��用正��的接口�Q�因为我没有把初始状态传递给状态机。可以看刎ͼ��试用例已经起到了保护作用。我�q�行了较大的更改�Q�测试就发现�?bug。我们需要对��试�q�行重构以匹配新的接口，��初始状态列表传递给 new �Ҏ��。在�q�里我�ƈ没有重复初始化代码，而是��其攄��?before �Ҏ��中，如清�?14 所�C�：

清单 14. �?“before” 中初始化状态机

require 'machine' describe Machine do before :each do @machine = Machine.new([:shopping, :checking_out]) end it "should initially have a state of the first state" do @machine.state.should == :shopping end it "should remember a list of valid states" do @machine.states.should == [:shopping, :checking_out] end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb .. Finished in 0.005542 seconds 2 examples, 0 failures

状态机开始逐渐成型。代码仍然有一些问题，但是正在向良好的方向演化。我��开始对状态机�q�行一些�{换。这些�{换将促��代码实际记忆当前状态�?/p>
��试用例促��我全面地思�?API 的设计。我需要知道如何表�C�Z��件和转换。首先，我将使用一个散列表表示转换�Q�而没有��用成熟的面向对象实现。随后，��试需求可能会要求我修改假设条�Ӟ��但是目前�Q�我仍然保持�q�种��单性。清�?15 昄��了修改后的代码：

清单 15. ��d��事�g和�{�?/strong>

remember events... change before conditions require 'machine' describe Machine do before :each do @machine = Machine.new([:shopping, :checking_out]) @machine.events = {:checkout => {:from => :shopping, :to => :checking_out}} end it "should initially have a state of the first state" do @machine.state.should == :shopping end it "should remember a list of valid states" do @machine.states.should == [:shopping, :checking_out] end it "should remember a list of events with transitions" do @machine.events.should == {:checkout => {:from => :shopping, :to => :checking_out}} end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb FFF 1) NoMethodError in 'Machine should initially have a state of the first state' undefined method `events=' for # ./machine_spec.rb:6: 2) NoMethodError in 'Machine should remember a list of valid states' undefined method `events=' for #z7lt;Machine:0x10c5afc> ./machine_spec.rb:6: 3) NoMethodError in 'Machine should remember a list of events with transitions' undefined method `events=' for # ./machine_spec.rb:6: Finished in 0.006597 seconds 3 examples, 3 failures

�׃��新的��试代码位于 before 中，��我的三个测试分解开来。尽��如此，清单 16 中展�C�的��试非常�Ҏ��修复。我��添加另一个访问程序：

清单 16. 记忆事�g

class Machine attr_accessor :states, :events attr_reader :state def initialize(states) @states = states @state = @states[0] end end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb ... Finished in 0.00652 seconds 3 examples, 0 failures test

��试全部通过。我得到了一个能正常�q�行的状态机。接下来的几个测试将使它更加完善�?/p>

接近真实的应用程�?/span>

目前为止�Q�我所做的不过是触发了一�ơ状态�{换，但是我已�l�做好了所有基��工作。我得到了一�l�需求。我�q�构��Z��一�l�测试。我的代码可以�ؓ状态机提供使用的数据。此�Ӟ��理单个状态机转换仅表�C�Z��ơ简单的转换�Q�因此我��添加如清单 17 所�C�的��试�Q?/p>
清单 17. 构徏状态机的状态�{�?/strong>

it "should transition to :checking_out upon #trigger(:checkout) event " do @machine.trigger(:checkout) @machine.state.should == :checking_out end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb ...F 1) NoMethodError in 'Machine should transition to :checking_out upon #trigger(:checkout) event ' undefined method `trigger' for # ./machine_spec.rb:24: Finished in 0.006153 seconds 4 examples, 1 failure

我需要抵制快速构建大量功能的诱惑。我应该只编写少量代码，只要使测试通过卛_��。清�?18 展示的�P代将表示 API 和需求。这��p��够了�Q?/p>
清单 18. 定义 trigger �Ҏ��

def trigger(event) @state = :checking_out end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb .... Finished in 0.005959 seconds 4 examples, 0 failures

�q�里出现了一个有��的�Ҏ��。在�~�写代码�Ӟ��我两�ơ都弄错了这个简单的�Ҏ��。第一�ơ我�q�回�?:checkout�Q�第二次我将状态设�|��ؓ :checkout 而不�?:checking_out。在��试中��用较��的步骤可以为我节省大量旉��Q�因为测试用例�ؓ我捕��L��q�些错误在将来的开发中很难捕获到。本文的最后一个步骤是实际执行一�ơ状态机转换。在�W�一个示例中�Q�我�q�不兛_��实际的机器状态是什么样子的。我仅仅是根据事件进行盲目�{换，而不考虑状态�?/p>
两节点的状态机无法执行�q�个操作�Q�我需要在�W�三个节点中构徏。我没有使用已有�?before �Ҏ��Q�只是在新状态中��d��另外的状态。我��在��试用例中进行两�ơ�{换，以确保状态机能够正确地执行�{换，如清�?19 所�C�：

清单 19. 实现�W�一�ơ�{�?/strong>

it "should transition to :success upon #trigger(:accept_card)" do @machine.events = { :checkout => {:from => :shopping, :to => :checking_out}, :accept_card => {:from => :checking_out, :to => :success} } @machine.trigger(:checkout) @machine.state.should == :checking_out @machine.trigger(:accept_card) @machine.state.should == :success end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb ....F 1) 'Machine should transition to :success upon #trigger(:accept_card)' FAILED expected :success, got :checking_out (using ==) ./machine_spec.rb:37: Finished in 0.007564 seconds 5 examples, 1 failure

�q�个��试��?:checkout �?:accept_card 事�g建立新的状态机。在处理�{�և��Ӟ��我选择使用两个事�g而不是一个，�q�样可以防止发生双命令。签��Z��码可以确保状态机在签��Z��前处�?shopping 状态。第一�ơ签出首先将状态机�?shopping 转换�?checking_out。测试用例通过触发 checkout �?accept_card 事�g实现两个转换�Q��ƈ在调用事件之后检验事件状态是否正��。与预期一��P��试用例��p�| �?我�ƈ没有�~�写处理多个转换的触发器�Ҏ��。代码修正包含一行非帔R��要的代码。清�?20 展示了状态机的核心：

清单 20. 状态机的核�?/strong>

def trigger(event) @state = events[event][:to] end ~/rspec batate$ spec machine_spec.rb ..... Finished in 0.006511 seconds 5 examples, 0 failures

��试可以�q�行。这些粗�p�的代码�W�一�ơ演变�ؓ真正可以�U�C��为状态机的东�ѝ��但是这�q�远�q�不够。目前，状态机�~�Z��严密性。不��状态如何，状态机都会触发事�g。例如，当处�?shopping 状态时�Q�触�?:accept_card �q�不会�{换�ؓ :success 状态。您只能够从 :checking_out 状态触�?:accept_card。在�~�程术语中，trigger �Ҏ��的范围应针对事�g。我��编写一个测试来解决问题�Q�然后修�?bug。我��编写一个负��试�Q�negative test�Q�，��x��a�一个不应该出现的行为，如清�?21 所�C�：

清单 21: 负测�?/strong>

it "should not transition from :shopping to :success upon :accept_card" do @machine.events = { :checkout => {:from => :shopping, :to => :checking_out}, :accept_card => {:from => :checking_out, :to => :success} } @machine.trigger(:accept_card) @machine.state.should_not == :success end rspec batate$ spec machine_spec.rb .....F 1) 'Machine should not transition from :shopping to :success upon :accept_card' FAILED expected not == :success, got :success ./machine_spec.rb:47: Finished in 0.006582 seconds 6 examples, 1 failure

现在可以再次�q�行��试�Q�其中一个测试如预期一栯��行失败。修复代码同样只有一行，如清�?22 所�C�：

清单 22. 修复 trigger 中的范围问题

def trigger(event) @state = events[event][:to] if state == events[event][:from] end rspec batate$ spec machine_spec.rb ...... Finished in 0.006873 seconds 6 examples, 0 failures

�l�合代码

现在�Q�我��h��一个可��单运行的状态机。无��Z��哪方面来��_��它都不是一个完��的�E�序。它�q�具有下面这些问题：

状态散列实际上不具备�Q何功能。我应该�Ҏ��状态对事�g及其转换�q�行验证�Q�或者将所有状态集中�v来。后�l�需求很可能会要求这样做�?
某个既定事�g只能存在于一个状态中。这�U�限制�ƈ不合理。例如，submit �?cancel 事�g可能需要处于多个状态�?
代码�q�不具备明显的面向对象特征。�ؓ佉K��|�保持简单，我将大量数据�|�入散列中。后�l�的�q�代会进一步驱动设计，使其朝面向对象设计方向发展�?

但是�Q�您�q�可以看刎ͼ��q�个状态机已经能够满��一些需求了。我�q�具备一个描�q�系�l�行为的文档�Q�这是进行一�p�d��试的好��L��。每个测试用例都支持�pȝ��的一个基本需求。事实上�Q�通过�q�行 spec machine_spec.rb --format specdoc�Q�您可以查看��q��l�规范组成的基本报告�Q�如清单 23 所�C�：

清单 23. 查看规范

spec machine_spec.rb --format specdoc Machine - should initially have a state of the first state - should remember a list of valid states - should remember a list of events with transitions - should transition to :checking_out upon #trigger(:checkout) event - should transition to :success upon #trigger(:accept_card) - should not transition from :shopping to :success upon :accept_card Finished in 0.006868 seconds

��试驱动�Ҏ��q�不适合所有�h�Q�但是越来越多的人开始��用这�U�技术，使用它构建具有灵�z�L��和适应性的高质量代码，�q�且�Ҏ��试从头构徏代码。当�Ӟ��您也可以通过其他框架�Q�如 test_unit�Q�获得相同的优点。RSpec �q�提供了优秀的实现方法。这�U�新��试框架的一大亮点就是代码的表示。新手尤其可以从�q�种行�ؓ驱动的测试方法中受益。请��试使用该框架�ƈ告诉我您的感受�?/p>

lzj520 2007-10-23 19:01 发表评论

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