萬事開頭難。在TDD中，人們糾結最多的可能是這樣一個問題：如何寫第一個測試呢？實際上要視不同的問題而定。如果問題本身是一個算法求解，或者是一個大系統中的小單元，那么可以從最簡單、最直觀的情況出發，這樣有助于快速建立信心，形成反饋周期。但是在實際的開發中，很多時候我們拿到的就是一個“應用級”的需求：一個網上訂票系統，一個網上書店，憤怒的小鳥，諸如此類。此時，我們如何TDD呢？一種很自然的想法是：
先對系統做簡單的功能分解，形成概念中的相互協作的小模塊。然后再從其中的一個小模塊開始（往往是最核心的業務模塊）TDD。我們把這種方式權且稱為inside-out，也就是從部分到整體。這種方式可能存在的風險是：即使各個部分都通過TDD的方式驅動出來，我們也不能保證它們一起協作就能是我們想要的那個整體。更糟糕的是，直到我們把各個部分完成之前，我們都不知道這種無法形成整體的風險有多大。因此這對我們那個“概念中模塊設計”提出了很高的要求，并且無論我們當前在實現哪個模塊，都必須保證那個模塊是要符合概念中的設計的。
如果換一種思路呢？與其做概念中的設計，不如做真正的設計，通過寫測試的方式驅動出系統的各個主要模塊及其交互關系，當測試完成并通過，整個應用的“骨架”也就形成了。
例如，現在假設我們拿到一個需求，要實現一個猜數字的游戲。游戲的規則很簡單，游戲開始后隨機產生4位不相同的數字（0－9），玩家在6次之內猜出這個4位數就算贏，否則就算輸。每次玩家猜一個4位數，游戲都會告訴玩家這個4位數與正確結果的匹配情況，以xAyB的形式輸出，其中x表示數字在結果中出現，并且出現的位置也正確，y表示數字在結果中出現但位置不正確。如果玩家猜出了正確的結果，游戲結束并輸出“You win”，如果玩家輸，游戲結束并輸出“You lose”。
針對這樣一個小游戲，有人覺得簡單，有人覺得復雜，但無論如何我們都沒有辦法一眼就看到整個問題的解決方案。因此我們需要理解需求，分析系統的功能：這里需要一個輸入模塊，那里需要一個隨機數產生模塊，停！既然已經在做分析了，為什么不用測試來記錄這一過程呢？當測試完成的時候，我們的分析過程也就完成了。
好吧，從何開始呢？TDD有一個很重要的原則－反饋周期，反饋周期不能太長，這樣才能合理的控制整個TDD的節奏。因此我們不妨站在玩家的角度，從最簡單的游戲過程開始吧。
最簡單的游戲過程是什么呢？游戲產生4位數，玩家一把猜中，You win，游戲結束。
現在開始寫這個測試吧。有一個游戲（Game），游戲開始（start）：
Game game =newGame(); game.start(); |
等等，似乎少了什么，是的，為了產生隨機數，需要有一個AnswerGenerator；為了拿到用戶輸入，需要有一個InputCollector；為了對玩家的輸入進行判斷，需要有一個Guesser；為了輸出結果，需要有一個OutputPrinter。真的要一口氣創建這么多類，并一一實現它們嗎？還好有mock，它可以幫助我們快速的創建一些假的對象。這里我們使用JMock2：
Mockery context = new JUnit4Mockery() {
{
setImposteriser(ClassImposteriser.INSTANCE);
}
};
final AnswerGenerator answerGenerator = context.mock(AnswerGenerator.class);
|
然后我們測試里的Game就變成這個樣子了：
Game game =newGame(answerGenerator, inputCollector, guesser, outputPrinter); game.start(); |
注意到這里為了通過編譯，需要定義上面提到的幾個類，我們不妨以最快的方式給出空實現吧：
public class AnswerGenerator {
} public class InputCollector {
} public class Guesser {
} public class OutputPrinter {
} |
以及為了通過編譯而需要的Game的最簡單版本：
public class Game {
public Game(AnswerGenerator generator, InputCollector inputCollector, Guesser guesser, OutputPrinter outputPrinter) {
}
public void start() {
}
} |
好了，下面可以走我們的那個最簡單的流程了。首先是由answerGenerator產生一個4位數，不妨假定是1234：
context.checking(new Expectations() {
{
one(answerGenerator).generate();
will(returnValue("1234"));
}
}); |
這里需要我們的generator有一個generate方法，我們給一個最簡單的空實現：
public class AnswerGenerator { public String generate() { return null; } } |
然后玩家猜數字，第一次猜了1234：
context.checking(new Expectations() {
// ...
{
one(inputCollector).guess();
will(returnValue("1234"));
}
｝ |
為了使編譯通過我們給inputCollector加上一個空的guess方法：
public class InputCollector { public String guess() { return null; } } |
然后guesser判斷結果，由于完全猜對，因此返回4A0B：
context.checking(new Expectations() { // ...
{
oneOf(guesser).verify(with(equal("1234")), with(equal("1234")));
will(returnValue("4A0B"));
}
} |
同理我們可以推出guesser的一個最簡實現：
public class Guesser { public String verify(String input, String answer) { return null; } } |
最后玩家贏，游戲輸出“You win”，game over：
context.checking(new Expectations() { // ... {
oneOf(outputPrinter).print(with(equal("You win")));
}
｝ |
對應的outputPrinter可以做如下的微調：
public class OutputPrinter { public void print(String result) { } } |
最后別忘了啟動Expectation驗證：
context.assertIsSatisfied(); |
整個測試方法現在看起來應該是這樣的：
@Test
public void should_play_game_and_win() {
Mockery context = new JUnit4Mockery() {
{
setImposteriser(ClassImposteriser.INSTANCE);
}
};
final AnswerGenerator answerGenerator = context.mock(AnswerGenerator.class);
final InputCollector inputCollector = context.mock(InputCollector.class);
final Guesser guesser = context.mock(Guesser.class);
final OutputPrinter outputPrinter = context.mock(OutputPrinter.class);
context.checking(new Expectations() {
{
one(answerGenerator).generate();
will(returnValue("1234"));
}
{
one(inputCollector).guess();
will(returnValue("1234"));
}
{
oneOf(guesser).verify(with(equal("1234")), with(equal("1234")));
will(returnValue("4A0B"));
}
{
oneOf(outputPrinter).print(with(equal("You win")));
}
});
Game game = new Game(answerGenerator, inputCollector, guesser, outputPrinter);
game.start();
context.assertIsSatisfied();
} |
運行測試，會看到下面的錯誤信息：
java.lang.AssertionError: not all expectations were satisfied expectations:
expected once, never invoked: answerGenerator.generate(); returns "1234"
expected once, never invoked: inputCollector.guess(); returns "1234"
expected once, never invoked: guesser.verify("1234"); returns "4A0B"
expected once, never invoked: outputPrinter.print("You win"); returns a default value
at org.jmock.lib.AssertionErrorTranslator.translate(AssertionErrorTranslator.java:20)
at org.jmock.Mockery.assertIsSatisfied(Mockery.java:196)
at com.swzhou.tdd.guess.number.GameFacts.should_play_game_and_win(GameFacts.java:54) |
太好了，正是我們期望的錯誤！別忘了我們只是在測試中定義了期望的游戲流程，真正的game.start()還是空的呢！現在就讓測試指引著我們前行吧。
先改一改我們的Game類，把需要依賴的協作對象作為Game的字段：
private AnswerGenerator answerGenerator;
private InputCollector inputCollector;
private Guesser guesser;
private OutputPrinter outputPrinter; public Game(AnswerGenerator answerGenerator, InputCollector inputCollector, Guesser guesser, OutputPrinter outputPrinter) {
this.answerGenerator = answerGenerator;
this.inputCollector = inputCollector;
this.guesser = guesser;
this.outputPrinter = outputPrinter;
} |
然后在start方法中通過answerGenerator來產生一個4位數：
public void start() {
String answer = answerGenerator.generate();
} |
再跑測試，會發現仍然錯，但結果有變化，第一步已經變綠了！
java.lang.AssertionError: not all expectations were satisfied
expectations:
expected once, already invoked 1 time: answerGenerator.generate(); returns "1234"
expected once, never invoked: inputCollector.guess(); returns "1234"
expected once, never invoked: guesser.verify("1234"); returns "4A0B"
expected once, never invoked: outputPrinter.print("You win"); returns a default value
at org.jmock.lib.AssertionErrorTranslator.translate(AssertionErrorTranslator.java:20)
at org.jmock.Mockery.assertIsSatisfied(Mockery.java:196)
at com.swzhou.tdd.guess.number.GameFacts.should_play_game_and_win(GameFacts.java:54) |
下面應該使用inputCollector來收集玩家的輸入：
public void start() {
String answer = answerGenerator.generate();
String guess = inputCollector.guess();
} |
跑測試，錯但是結果進一步好轉，已經有兩步可以通過了：
java.lang.AssertionError: not all expectations were satisfied
expectations:
expected once, already invoked 1 time: answerGenerator.generate(); returns "1234"
expected once, already invoked 1 time: inputCollector.guess(); returns "1234"
expected once, never invoked: guesser.verify("1234"); returns "4A0B"
expected once, never invoked: outputPrinter.print("You win"); returns a default value
at org.jmock.lib.AssertionErrorTranslator.translate(AssertionErrorTranslator.java:20)
at org.jmock.Mockery.assertIsSatisfied(Mockery.java:196)
at com.swzhou.tdd.guess.number.GameFacts.should_play_game_and_win(GameFacts.java:54) |
下面加快節奏，按照測試中的需求把剩下的流程走通吧：
public void start() {
String answer = answerGenerator.generate();
String guess = inputCollector.guess();
String result = "";
do {
result = guesser.verify(guess, answer);
} while (result != "4A0B");
outputPrinter.print("You win");
} |
再跑測試，啊哈，終于看到那個久違的小綠條了！
回顧一下這一輪從無到有、測試從紅到綠的小迭代，我們最終的產出是：
1、一個可以用來描述游戲流程的測試（需求，文檔？）。
2、由該需求推出的一個流程骨架（Game.start）。
3、一堆基于該骨架的協作類，雖然是空的，但它們每個的職責是清晰的。
經過這最艱難的第一步（實際上敘述的過程比較冗長，但反饋周期還是很快的），相信每個人都會對完整實現這個游戲建立信心，并且應該知道后面的步驟要怎么走了吧。是的，我們可以通過寫更多的骨架測試來進一步完善它（比如考慮失敗情況下的輸出，增加對用戶輸入的驗證等等），或者深入到每個小協作類中，繼續以TDD的方式實現每一個協作類了。無論如何，骨架已在，我們是不大可能出現大的偏差了。