JavaScript'i testimisstrateegiad: omaduspõhise testimise rakendamine

Testimine on tarkvaraarenduse lahutamatu osa, mis tagab meie rakenduste töökindluse ja robustsuse. Kui ühiktestid keskenduvad konkreetsetele sisenditele ja oodatud väljunditele, siis omaduspõhine testimine (PBT) pakub laiahaardelisemat lähenemist, kontrollides, kas teie kood vastab etteantud omadustele laia valiku automaatselt genereeritud sisendite puhul. See blogipostitus süveneb omaduspõhise testimise maailma JavaScriptis, uurides selle eeliseid, rakendustehnikaid ja populaarseid teeke.

Mis on omaduspõhine testimine?

Omaduspõhine testimine, tuntud ka kui generatiivne testimine, nihutab fookuse üksikute näidete testimiselt omaduste kontrollimisele, mis peaksid kehtima mitmesuguste sisendite puhul. Selle asemel, et kirjutada teste, mis kinnitavad konkreetseid väljundeid konkreetsete sisendite jaoks, defineerite omadused, mis kirjeldavad teie koodi oodatavat käitumist. PBT raamistik genereerib seejärel suure hulga juhuslikke sisendeid ja kontrollib, kas omadused kehtivad nende kõigi puhul. Kui mõni omadus on rikutud, püüab raamistik sisendit kahandada, et leida väikseim ebaõnnestunud näide, mis teeb silumise lihtsamaks.

Kujutage ette, et testite sortimisfunktsiooni. Selle asemel, et testida mõne käsitsi valitud massiiviga, saate defineerida omaduse, nagu "Sorditud massiivi pikkus on võrdne algse massiivi pikkusega" või "Kõik elemendid sorditud massiivis on suuremad või võrdsed eelneva elemendiga." PBT raamistik genereerib seejärel arvukalt erineva suuruse ja sisuga massiive, tagades, et teie sortimisfunktsioon vastab nendele omadustele laias valikus stsenaariumides.

Omaduspõhise testimise eelised

• Suurenenud testide katvus: PBT uurib palju laiemat sisendite valikut kui traditsioonilised ühiktestid, avastades nurgajuhtumeid ja ootamatuid stsenaariume, mida te poleks pruukinud käsitsi kaaluda.
• Parem koodi kvaliteet: Omaduste defineerimine sunnib teid sügavamalt mõtlema oma koodi kavandatud käitumise üle, mis viib probleemi domeeni parema mõistmiseni ja robustsema teostuseni.
• Vähenenud hoolduskulud: Omaduspõhised testid on koodimuudatuste suhtes vastupidavamad kui näitepõhised testid. Kui te refaktoreerite oma koodi, kuid säilitate samad omadused, läbivad PBT testid endiselt edukalt, andes teile kindluse, et teie muudatused pole toonud kaasa regressioone.
• Lihtsam silumine: Kui mõni omadus ebaõnnestub, pakub PBT raamistik minimaalse ebaõnnestunud näite, mis teeb vea algpõhjuse tuvastamise lihtsamaks.
• Parem dokumentatsioon: Omadused toimivad käivitatava dokumentatsiooni vormina, kirjeldades selgelt teie koodi oodatavat käitumist.

Omaduspõhise testimise rakendamine JavaScriptis

Mitmed JavaScripti teegid hõlbustavad omaduspõhist testimist. Kaks populaarset valikut on jsverify ja fast-check. Uurime, kuidas neid mõlemaid praktiliste näidete abil kasutada.

jsverify kasutamine

jsverify on võimas ja väljakujunenud teek omaduspõhiseks testimiseks JavaScriptis. See pakub rikkalikku generaatorite komplekti juhuslike andmete loomiseks ning mugavat API-d omaduste defineerimiseks ja käivitamiseks.

Paigaldamine:

            npm install jsverify
            

              
                Copy
              
            
          

Näide: liitmisfunktsiooni testimine

Oletame, et meil on lihtne liitmisfunktsioon:

            function add(a, b) {
  return a + b;
}
            

              
                Copy
              
            
          

Saame kasutada jsverify'd, et defineerida omadus, mis väidab, et liitmine on kommutatiivne (a + b = b + a):

            const jsc = require('jsverify');

jsc.property('addition is commutative', 'number', 'number', function(a, b) {
  return add(a, b) === add(b, a);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites:

• jsc.property defineerib omaduse kirjeldava nimega.
• 'number', 'number' määrab, et omadust tuleks testida juhuslike arvudega sisenditena a ja b jaoks. jsverify pakub laia valikut sisseehitatud generaatoreid erinevate andmetüüpide jaoks.
• Funktsioon function(a, b) { ... } defineerib omaduse enda. See võtab genereeritud sisendid a ja b ning tagastab true, kui omadus kehtib, ja vastasel juhul false.

Selle testi käivitamisel genereerib jsverify sadu juhuslikke arvupaare ja kontrollib, kas kommutatiivne omadus kehtib nende kõigi puhul. Kui see leiab vastunäite, teatab see ebaõnnestunud sisendist ja püüab seda kahandada minimaalseks näiteks.

Keerulisem näide: sõne ümberpööramise funktsiooni testimine

Siin on sõne ümberpööramise funktsioon:

            function reverseString(str) {
  return str.split('').reverse().join('');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Saame defineerida omaduse, mis väidab, et sõne kahekordne ümberpööramine peaks tagastama algse sõne:

            jsc.property('reversing a string twice returns the original string', 'string', function(str) {
  return reverseString(reverseString(str)) === str;
});

            

              
                Copy
              
            
          

jsverify genereerib erineva pikkuse ja sisuga juhuslikke sõnesid ning kontrollib, kas see omadus kehtib nende kõigi puhul.

fast-check'i kasutamine

fast-check on veel üks suurepärane omaduspõhise testimise teek JavaScripti jaoks. See on tuntud oma jõudluse ja keskendumise poolest sujuva API pakkumisele generaatorite ja omaduste defineerimiseks.

Paigaldamine:

            npm install fast-check
            

              
                Copy
              
            
          

Näide: liitmisfunktsiooni testimine

Kasutades sama liitmisfunktsiooni nagu varem:

            function add(a, b) {
  return a + b;
}
            

              
                Copy
              
            
          

Saame defineerida kommutatiivse omaduse kasutades fast-check'i:

            const fc = require('fast-check');

fc.assert(
  fc.property(fc.integer(), fc.integer(), (a, b) => {
    return add(a, b) === add(b, a);
  })
);

            

              
                Copy
              
            
          

Selles näites:

• fc.assert käivitab omaduspõhise testi.
• fc.property defineerib omaduse.
• fc.integer() määrab, et omadust tuleks testida juhuslike täisarvudega sisenditena a ja b jaoks. fast-check pakub samuti laia valikut sisseehitatud arbitraare (generaatoreid).
• Lambda-avaldis (a, b) => { ... } defineerib omaduse enda.

Keerulisem näide: sõne ümberpööramise funktsiooni testimine

Kasutades sama sõne ümberpööramise funktsiooni nagu varem:

            function reverseString(str) {
  return str.split('').reverse().join('');
}
            

              
                Copy
              
            
          

Saame defineerida kahekordse ümberpööramise omaduse kasutades fast-check'i:

            fc.assert(
  fc.property(fc.string(), (str) => {
    return reverseString(reverseString(str)) === str;
  })
);

            

              
                Copy
              
            
          

Valimine jsverify ja fast-check'i vahel

Nii jsverify kui ka fast-check on suurepärased valikud omaduspõhiseks testimiseks JavaScriptis. Siin on lühike võrdlus, mis aitab teil oma projekti jaoks õige teegi valida:

• jsverify: Omab pikemat ajalugu ja ulatuslikumat sisseehitatud generaatorite kollektsiooni. See võib olla hea valik, kui vajate spetsiifilisi generaatoreid, mis pole fast-check'is saadaval, või kui eelistate deklaratiivsemat stiili.
• fast-check: Tuntud oma jõudluse ja sujuva API poolest. See võib olla parem valik, kui jõudlus on kriitilise tähtsusega või kui eelistate lühemat ja väljendusrikkamat stiili. Ka selle kahandamisvõimalusi peetakse väga headeks.

Lõppkokkuvõttes sõltub parim valik teie konkreetsetest vajadustest ja eelistustest. Tasub katsetada mõlema teegiga, et näha, kumb on teile mugavam ja tõhusam.

Strateegiad tõhusate omaduspõhiste testide kirjutamiseks

Tõhusate omaduspõhiste testide kirjutamine nõuab teistsugust mõtteviisi kui traditsiooniliste ühiktestide kirjutamine. Siin on mõned strateegiad, mis aitavad teil PBT-st maksimumi võtta:

• Keskenduge omadustele, mitte näidetele: Mõelge põhilistele omadustele, mida teie kood peaks rahuldama, selle asemel et keskenduda konkreetsetele sisend-väljund paaridele.
• Alustage lihtsalt: Alustage lihtsate omadustega, mida on kerge mõista ja kontrollida. Enesekindluse kasvades saate lisada keerukamaid omadusi.
• Kasutage kirjeldavaid nimesid: Andke oma omadustele kirjeldavad nimed, mis selgitavad selgelt, mida need testivad.
• Kaaluge nurgajuhtumeid: Kuigi PBT genereerib automaatselt laia valiku sisendeid, on siiski oluline kaaluda potentsiaalseid nurgajuhtumeid ja tagada, et teie omadused neid kataksid. Erijuhude käsitlemiseks saate kasutada tehnikaid nagu tingimuslikud omadused.
• Kahandage ebaõnnestunud näiteid: Kui omadus ebaõnnestub, pöörake tähelepanu PBT raamistiku pakutavale minimaalsele ebaõnnestunud näitele. See näide annab sageli väärtuslikke vihjeid vea algpõhjuse kohta.
• Kombineerige ühiktestidega: PBT ei asenda ühikteste, vaid täiendab neid. Kasutage ühikteste konkreetsete stsenaariumide ja nurgajuhtumite kontrollimiseks ning kasutage PBT-d, et tagada, et teie kood vastab üldistele omadustele laias valikus sisendites.
• Omaduste detailsus: Mõelge oma omaduste detailsusele. Liiga laia puhul võib ebaõnnestumist olla raske diagnoosida. Liiga kitsa puhul kirjutate sisuliselt ühikteste. Õige tasakaalu leidmine on võtmetähtsusega.

Täiustatud omaduspõhise testimise tehnikad

Kui olete omaduspõhise testimise põhitõdedega tuttav, saate oma testimisstrateegia täiustamiseks uurida mõningaid täiustatud tehnikaid:

• Tingimuslikud omadused: Kasutage tingimuslikke omadusi käitumise testimiseks, mis kehtib ainult teatud tingimustel. Näiteks võite soovida testida omadust, mis kehtib ainult siis, kui sisend on positiivne arv.
• Kohandatud generaatorid: Looge kohandatud generaatoreid, et genereerida andmeid, mis on spetsiifilised teie rakenduse domeenile. See võimaldab teil testida oma koodi realistlikumate ja asjakohasemate sisenditega.
• Olekupõhine testimine: Kasutage olekupõhiseid testimistehnikaid olekuga süsteemide, näiteks lõplike olekumasinate või reaktiivsete rakenduste käitumise kontrollimiseks. See hõlmab omaduste defineerimist, mis kirjeldavad, kuidas süsteemi olek peaks erinevate toimingute tulemusel muutuma.
• Integratsioonitestimine: Kuigi peamiselt kasutatakse ühiktestimiseks, saab PBT põhimõtteid rakendada ka integratsioonitestidele. Defineerige omadused, mis peaksid kehtima teie rakenduse erinevate moodulite või komponentide vahel.
• Fuzzing: Omaduspõhist testimist saab kasutada fuzzing'u vormina, kus genereerite juhuslikke, potentsiaalselt kehtetuid sisendeid turvaaukude või ootamatu käitumise avastamiseks.

Näited erinevatest valdkondadest

Omaduspõhist testimist saab rakendada väga erinevates valdkondades. Siin on mõned näited:

• Matemaatilised funktsioonid: Testige omadusi nagu kommutatiivsus, assotsiatiivsus ja distributiivsus matemaatiliste tehete puhul.
• Andmestruktuurid: Kontrollige omadusi nagu järjestuse säilimine sorditud nimekirjas või elementide õige arv kollektsioonis.
• Sõnemanipulatsioon: Testige omadusi nagu sõnede ümberpööramine, regulaaravaldiste sobitamise korrektsus või URL-i parsimise kehtivus.
• API integratsioonid: Kontrollige omadusi nagu API-kõnede idempotentsus või andmete järjepidevus erinevate süsteemide vahel.
• Veebirakendused: Testige omadusi nagu vormide valideerimise korrektsus või veebilehtede ligipääsetavus. Näiteks kontrollides, kas kõigil piltidel on alt-tekst.
• Mänguarendus: Testige omadusi nagu mängufüüsika ennustatav käitumine, õige punktisüsteem või juhuslikult genereeritud sisu õiglane jaotus. Kaaluge tehisintellekti otsuste testimist erinevate stsenaariumide korral.
• Finantsrakendused: Finantssüsteemides on ülioluline testida, et konto jäägi uuendused on alati täpsed pärast erinevat tüüpi tehinguid (sissemaksed, väljamaksed, ülekanded). Omadused tagaksid, et koguväärtus säilib ja on korrektselt omistatud.

Rahvusvahelistamise (i18n) näide: Rahvusvahelistamisega tegelemisel saavad omadused tagada, et funktsioonid käsitlevad erinevaid lokaate korrektselt. Näiteks numbrite või kuupäevade vormindamisel saate kontrollida selliseid omadusi nagu: * Vormindatud number või kuupäev on määratud lokaadi jaoks õigesti vormindatud. * Vormindatud numbri või kuupäeva saab parsida tagasi algväärtuseks, säilitades täpsuse.

Globaliseerimise (g11n) näide: Tõlgetega töötamisel aitavad omadused säilitada järjepidevust ja täpsust. Näiteks: * Tõlgitud sõne pikkus on mõistlikult lähedane algse sõne pikkusele (et vältida liigset laienemist või lühendamist). * Tõlgitud sõne sisaldab samu kohatäiteid või muutujaid kui algne sõne.

Levinud lõksud, mida vältida

• Triviaalsed omadused: Vältige omadusi, mis on alati tõesed, olenemata testitavast koodist. Need omadused ei anna mingit tähenduslikku teavet.
• Liiga keerulised omadused: Vältige omadusi, mis on liiga keerulised mõistmiseks või kontrollimiseks. Jaotage keerulised omadused väiksemateks, paremini hallatavateks osadeks.
• Nurgajuhtumite ignoreerimine: Veenduge, et teie omadused kataksid potentsiaalseid nurgajuhtumeid ja piirtingimusi.
• Vastunäidete valesti tõlgendamine: Analüüsige hoolikalt PBT raamistiku pakutud minimaalseid ebaõnnestunud näiteid, et mõista vea algpõhjust. Ärge tehke ennatlikke järeldusi ega oletusi.
• PBT pidamine imerohuks: PBT on võimas tööriist, kuid see ei asenda hoolikat disaini, koodiülevaatusi ja muid testimistehnikaid. Kasutage PBT-d osana laiahaardelisest testimisstrateegiast.

Kokkuvõte

Omaduspõhine testimine on väärtuslik tehnika teie JavaScripti koodi kvaliteedi ja töökindluse parandamiseks. Defineerides omadused, mis kirjeldavad teie koodi oodatavat käitumist, ja lastes PBT raamistikul genereerida laia valiku sisendeid, saate avastada peidetud vigu ja nurgajuhtumeid, mis oleksid traditsiooniliste ühiktestidega võinud märkamata jääda. Teegid nagu jsverify ja fast-check teevad PBT rakendamise teie JavaScripti projektides lihtsaks. Võtke PBT oma testimisstrateegia osaks ja lõigake kasu suurenenud testide katvusest, paremast koodi kvaliteedist ja vähenenud hoolduskuludest. Pidage meeles keskenduda tähenduslike omaduste defineerimisele, kaaluda nurgajuhtumeid ja analüüsida hoolikalt ebaõnnestunud näiteid, et sellest võimsast tehnikast maksimumi võtta. Praktika ja kogemustega saate omaduspõhise testimise meistriks ning ehitate robustsemaid ja usaldusväärsemaid JavaScripti rakendusi.

Lisamaterjalid

• jsverify dokumentatsioon
• fast-check'i dokumentatsioon
• Hypothesis (Pythoni PBT teek) - Kontseptsioonid kehtivad ka teistes keeltes
• Omaduspõhine testimine JavaScriptis (video)