تسلط بر ایمنی نوع در تست نویسی TypeScript: راهنمای یکپارچه سازی Jest

در چشم انداز همیشه در حال تحول توسعه نرم افزار، حفظ کیفیت کد و اطمینان از قابلیت اطمینان برنامه از اهمیت بالایی برخوردار است. TypeScript، با قابلیت های تایپ استاتیک خود، به عنوان یک انتخاب پیشرو برای ساخت برنامه های کاربردی قوی و قابل نگهداری ظاهر شده است. با این حال، مزایای TypeScript فراتر از مرحله توسعه است. آنها به طور قابل توجهی بر آزمایش تأثیر می گذارند. این راهنما بررسی می کند که چگونه از Jest، یک چارچوب تست جاوا اسکریپت محبوب، برای ادغام یکپارچه ایمنی نوع در گردش کار تست TypeScript خود استفاده کنید. ما به بررسی بهترین شیوه ها، مثال های عملی و استراتژی هایی برای نوشتن تست های موثر و قابل نگهداری خواهیم پرداخت.

اهمیت ایمنی نوع در تست نویسی

ایمنی نوع، در هسته خود، به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا خطاها را در طول فرآیند توسعه، به جای زمان اجرا، شناسایی کنند. این امر به ویژه در آزمایش مفید است، جایی که تشخیص زودهنگام مسائل مربوط به نوع می تواند از تلاش های قابل توجه اشکال زدایی در مراحل بعدی جلوگیری کند. گنجاندن ایمنی نوع در آزمایش چندین مزیت کلیدی را ارائه می دهد:

• تشخیص زودهنگام خطا: قابلیت های بررسی نوع TypeScript شما را قادر می سازد تا عدم تطابق نوع، انواع آرگومان نادرست و سایر خطاهای مربوط به نوع را در طول کامپایل تست، قبل از اینکه به عنوان خرابی های زمان اجرا ظاهر شوند، شناسایی کنید.
• بهبود قابلیت نگهداری کد: حاشیه نویسی نوع به عنوان مستندات زنده عمل می کند و درک و نگهداری کد شما را آسان تر می کند. هنگامی که تست ها از نظر نوع بررسی می شوند، این حاشیه نویسی ها را تقویت می کنند و از سازگاری در سراسر پایگاه کد شما اطمینان می دهند.
• قابلیت های بازسازی پیشرفته: بازسازی ایمن تر و کارآمدتر می شود. بررسی نوع TypeScript به اطمینان از این کمک می کند که تغییرات عواقب ناخواسته ای ایجاد نمی کنند یا تست های موجود را خراب نمی کنند.
• کاهش اشکالات: با تشخیص زودهنگام خطاهای مربوط به نوع، می توانید تعداد اشکالاتی را که به تولید می رسند به طور قابل توجهی کاهش دهید.
• افزایش اعتماد به نفس: کد تایپ شده و به خوبی تست شده به توسعه دهندگان اعتماد بیشتری به ثبات و قابلیت اطمینان برنامه خود می دهد.

راه اندازی Jest با TypeScript

ادغام Jest با TypeScript یک فرآیند ساده است. در اینجا یک راهنمای گام به گام آورده شده است:

1. مقداردهی اولیه پروژه: اگر قبلاً یک پروژه TypeScript ندارید، با ایجاد یک پروژه شروع کنید. یک پروژه جدید را با استفاده از npm یا yarn مقداردهی اولیه کنید:

               npm init -y
   # or
   yarn init -y
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. نصب TypeScript و Jest: بسته های لازم را به عنوان وابستگی های توسعه نصب کنید:

               npm install --save-dev typescript jest @types/jest ts-jest
   # or
   yarn add --dev typescript jest @types/jest ts-jest
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   • typescript: کامپایلر TypeScript.
   • jest: چارچوب تست.
   • @types/jest: تعاریف نوع برای Jest.
   • ts-jest: یک ترانسفورماتور TypeScript برای Jest که آن را قادر می سازد تا کد TypeScript را درک کند.
3. پیکربندی TypeScript: یک فایل tsconfig.json در دایرکتوری ریشه پروژه خود ایجاد کنید. این فایل گزینه های کامپایلر را برای TypeScript مشخص می کند. یک پیکربندی اساسی ممکن است به این شکل باشد:

               {
     "compilerOptions": {
       "target": "es5",
       "module": "commonjs",
       "esModuleInterop": true,
       "forceConsistentCasingInFileNames": true,
       "strict": true,
       "skipLibCheck": true,
       "outDir": "./dist"
     },
     "include": ["src/**/*", "test/**/*"],
     "exclude": ["node_modules"]
   }
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   تنظیمات کلیدی:

   • target: نسخه جاوا اسکریپت را برای هدف قرار دادن مشخص می کند (به عنوان مثال، es5، es6، esnext).
   • module: سیستم ماژول مورد استفاده را مشخص می کند (به عنوان مثال، commonjs، esnext).
   • esModuleInterop: قابلیت همکاری بین CommonJS و ماژول های ES را فعال می کند.
   • forceConsistentCasingInFileNames: اعمال حروف الفبای سازگار از نام فایل ها.
   • strict: بررسی نوع سخت را فعال می کند. برای بهبود ایمنی نوع توصیه می شود.
   • skipLibCheck: بررسی نوع فایل های اعلامیه (.d.ts) را رد می کند.
   • outDir: دایرکتوری خروجی را برای فایل های جاوا اسکریپت کامپایل شده مشخص می کند.
   • include: فایل ها و دایرکتوری ها را برای گنجاندن در کامپایل مشخص می کند.
   • exclude: فایل ها و دایرکتوری ها را برای حذف از کامپایل مشخص می کند.

4. پیکربندی Jest: یک فایل jest.config.js (یا jest.config.ts) در دایرکتوری ریشه پروژه خود ایجاد کنید. این فایل Jest را پیکربندی می کند. یک پیکربندی اساسی با پشتیبانی از TypeScript ممکن است به این شکل باشد:

               /** @type {import('ts-jest').JestConfigWithTsJest} */
   module.exports = {
     preset: 'ts-jest',
     testEnvironment: 'node',
     testMatch: ['**/__tests__/**/*.[jt]s?(x)', '**/?(*.)+(spec|test).[jt]s?(x)'],
     transform: {
       '^.+\\.(ts|tsx)?$': 'ts-jest',
     },
     moduleNameMapper: {
       '^@/(.*)$': '/src/$1',
     },
     collectCoverage: false,
     coverageDirectory: 'coverage',
   };
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   • preset: 'ts-jest': مشخص می کند که ما از ts-jest استفاده می کنیم.
   • testEnvironment: محیط تست را تنظیم می کند (به عنوان مثال، 'node'، 'jsdom' برای محیط های شبیه مرورگر).
   • testMatch: الگوهای فایل را برای مطابقت با فایل های تست تعریف می کند.
   • transform: ترانسفورماتور را برای استفاده برای فایل ها مشخص می کند. در اینجا، ما از ts-jest برای تبدیل فایل های TypeScript استفاده می کنیم.
   • moduleNameMapper: برای نام مستعار ماژول ها استفاده می شود، به ویژه برای حل مسیرهای واردات مفید است، به عنوان مثال، استفاده از مسیرهایی مانند `@/components` به جای مسیرهای نسبی طولانی.
   • collectCoverage: پوشش کد را فعال یا غیرفعال می کند.
   • coverageDirectory: دایرکتوری را برای گزارش های پوشش تنظیم می کند.
5. نوشتن تست ها: فایل های تست خود را ایجاد کنید (به عنوان مثال، src/my-component.test.ts یا src/__tests__/my-component.test.ts).
6. اجرای تست ها: یک اسکریپت تست به package.json خود اضافه کنید:

               "scripts": {
       "test": "jest"
     }
   
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

   سپس، تست های خود را با استفاده از:

               npm test
   # or
   yarn test
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

مثال: تست یک تابع ساده

بیایید یک مثال ساده برای نشان دادن تست ایمن نوع ایجاد کنیم. تابعی را در نظر بگیرید که دو عدد را اضافه می کند:

            // src/math.ts
export function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

            

              
                Copy
              
            
          

اکنون، بیایید یک تست برای این تابع با استفاده از Jest و TypeScript بنویسیم:

            // src/math.test.ts
import { add } from './math';

test('adds two numbers correctly', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
  expect(add(-1, 1)).toBe(0);
  expect(add(0, 0)).toBe(0);
});

test('handles non-numeric input (incorrectly)', () => {
  // @ts-expect-error: TypeScript will catch this error if uncommented
  // expect(add('2', 3)).toBe(5);
});

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال:

• ما تابع add را وارد می کنیم.
• ما یک تست با استفاده از توابع test و expect Jest می نویسیم.
• تست ها رفتار تابع را با ورودی های مختلف بررسی می کنند.
• خط کامنت شده نشان می دهد که چگونه TypeScript در صورت تلاش برای ارسال یک رشته به تابع add یک خطای نوع را تشخیص می دهد و از رسیدن این اشتباه به زمان اجرا جلوگیری می کند. کامنت `//@ts-expect-error` به TypeScript می گوید که انتظار یک خطا در آن خط را داشته باشد.

تکنیک های تست پیشرفته با TypeScript و Jest

هنگامی که راه اندازی اولیه را انجام دادید، می توانید تکنیک های تست پیشرفته تری را برای افزایش اثربخشی و قابلیت نگهداری مجموعه تست خود بررسی کنید.

Mocking و Spies

Mocking به شما امکان می دهد واحدهای کد را با جایگزینی وابستگی های خارجی با جایگزین های کنترل شده جدا کنید. Jest قابلیت های mocking داخلی را فراهم می کند.

مثال: Mocking یک تابع که یک فراخوانی API انجام می دهد:

            // src/api.ts
export async function fetchData(url: string): Promise<any> {
  const response = await fetch(url);
  return response.json();
}

// src/my-component.ts
import { fetchData } from './api';

export async function processData() {
  const data = await fetchData('https://example.com/api/data');
  // Process the data
  return data;
}

            

              
                Copy
              
            
          

            // src/my-component.test.ts
import { processData } from './my-component';
import { fetchData } from './api';

jest.mock('./api'); // Mock the api module

test('processes data correctly', async () => {
  // @ts-ignore: Ignoring the type error for this test
  fetchData.mockResolvedValue({ result: 'success' }); // Mock the resolved value

  const result = await processData();
  expect(result).toEqual({ result: 'success' });

  expect(fetchData).toHaveBeenCalledWith('https://example.com/api/data');
});

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ما تابع fetchData را از ماژول api.ts mock می کنیم. ما از mockResolvedValue برای شبیه سازی یک پاسخ API موفق استفاده می کنیم و تأیید می کنیم که processData داده های mock شده را به درستی مدیریت می کند. ما از toHaveBeenCalledWith برای بررسی اینکه آیا تابع `fetchData` با آرگومان های صحیح فراخوانی شده است استفاده می کنیم.

تست کد ناهمزمان

تست کد ناهمزمان برای برنامه های مدرن جاوا اسکریپت بسیار مهم است. Jest چندین راه برای مدیریت تست های ناهمزمان ارائه می دهد.

مثال: تست تابعی که از setTimeout استفاده می کند:

            // src/async.ts
export function delayedGreeting(name: string, delay: number): Promise<string> {
  return new Promise((resolve) => {
    setTimeout(() => {
      resolve(`Hello, ${name}!`);
    }, delay);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

            // src/async.test.ts
import { delayedGreeting } from './async';

test('greets with a delay', async () => {
  const greeting = await delayedGreeting('World', 100);
  expect(greeting).toBe('Hello, World!');
});

            

              
                Copy
              
            
          

در این مثال، ما از async/await برای مدیریت عملیات ناهمزمان در داخل تست استفاده می کنیم. Jest همچنین از استفاده از callback ها و promise ها برای تست های ناهمزمان پشتیبانی می کند.

پوشش کد

گزارش های پوشش کد بینش های ارزشمندی را در مورد اینکه کدام بخش های کد شما توسط تست ها پوشش داده شده است ارائه می دهد. Jest تولید گزارش های پوشش کد را آسان می کند.

برای فعال کردن پوشش کد، گزینه های collectCoverage و coverageDirectory را در فایل jest.config.js خود پیکربندی کنید. سپس می توانید تست های خود را با فعال بودن پوشش اجرا کنید.

            // jest.config.js
module.exports = {
  // ... other configurations
  collectCoverage: true,
  coverageDirectory: 'coverage',
  collectCoverageFrom: ['src/**/*.{ts,tsx}', '!src/**/*.d.ts'], // Specify files to collect coverage from
  coverageThreshold: {
    global: {
      statements: 80,
      branches: 80,
      functions: 80,
      lines: 80,
    },
  },
};

            

              
                Copy
              
            
          

گزینه collectCoverageFrom به شما امکان می دهد مشخص کنید که کدام فایل ها باید برای پوشش در نظر گرفته شوند. گزینه coverageThreshold به شما امکان می دهد حداقل درصد پوشش را تعیین کنید. پس از اجرای تست های خود، Jest یک گزارش پوشش در دایرکتوری مشخص شده تولید می کند.

برای بینش دقیق، می توانید گزارش پوشش را در قالب HTML مشاهده کنید.

توسعه مبتنی بر تست (TDD) با TypeScript و Jest

توسعه مبتنی بر تست (TDD) یک فرآیند توسعه نرم افزار است که بر نوشتن تست ها قبل از نوشتن کد واقعی تأکید دارد. TDD می تواند یک تمرین بسیار موثر باشد که منجر به کد قوی تر و با طراحی خوب تر می شود. با TypeScript و Jest، فرآیند TDD ساده می شود.

1. نوشتن یک تست ناموفق: با نوشتن یک تست که رفتار مورد نظر کد شما را توصیف می کند، شروع کنید. تست باید در ابتدا با شکست مواجه شود زیرا کد هنوز وجود ندارد.
2. نوشتن حداقل کد برای عبور از تست: ساده ترین کد ممکن را بنویسید که تست را قبول کند. این ممکن است شامل یک پیاده سازی بسیار اساسی باشد.
3. بازسازی: پس از عبور از تست، کد خود را بازسازی کنید تا طراحی و خوانایی آن بهبود یابد و در عین حال اطمینان حاصل شود که همه تست ها هنوز قبول می شوند.
4. تکرار: این چرخه را برای هر ویژگی یا عملکرد جدید تکرار کنید.

مثال: بیایید از TDD برای ساخت تابعی استفاده کنیم که حرف اول یک رشته را بزرگ می کند:

1. تست ناموفق:

            // src/string-utils.test.ts
import { capitalizeFirstLetter } from './string-utils';

test('capitalizes the first letter of a string', () => {
  expect(capitalizeFirstLetter('hello')).toBe('Hello');
});

            

              
                Copy
              
            
          

2. حداقل کد برای عبور:

            // src/string-utils.ts
export function capitalizeFirstLetter(str: string): string {
  return str.charAt(0).toUpperCase() + str.slice(1);
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. بازسازی (در صورت نیاز): در این مورد ساده، کد از قبل نسبتاً تمیز است. ما می توانیم تست های بیشتری برای پوشش سایر موارد حاشیه ای اضافه کنیم.

            // src/string-utils.test.ts (expanded)
import { capitalizeFirstLetter } from './string-utils';

test('capitalizes the first letter of a string', () => {
  expect(capitalizeFirstLetter('hello')).toBe('Hello');
  expect(capitalizeFirstLetter('world')).toBe('World');
  expect(capitalizeFirstLetter('')).toBe('');
  expect(capitalizeFirstLetter('123test')).toBe('123test');
});

            

              
                Copy
              
            
          

بهترین شیوه ها برای تست ایمن نوع

برای به حداکثر رساندن مزایای تست ایمن نوع با Jest و TypeScript، این بهترین شیوه ها را در نظر بگیرید:

• نوشتن تست های جامع: اطمینان حاصل کنید که تست های شما تمام مسیرهای کد مختلف و موارد حاشیه ای را پوشش می دهد. هدف از پوشش کد بالا داشته باشید.
• استفاده از نام های تست توصیفی: نام های تست واضح و توصیفی بنویسید که هدف از هر تست را توضیح دهد.
• اهرم کردن حاشیه نویسی نوع: از حاشیه نویسی نوع به طور گسترده در تست های خود استفاده کنید تا خوانایی را بهبود بخشید و خطاهای مربوط به نوع را زودتر تشخیص دهید.
• Mocking مناسب: از mocking برای جدا کردن واحدهای کد و تست مستقل آنها استفاده کنید. از mocking بیش از حد خودداری کنید، که می تواند تست ها را غیر واقعی تر کند.
• تست کد ناهمزمان به طور موثر: هنگام تست کد ناهمزمان، از async/await یا promise ها به درستی استفاده کنید.
• پیروی از اصول TDD: در نظر بگیرید که TDD را برای هدایت فرآیند توسعه خود اتخاذ کنید و اطمینان حاصل کنید که قبل از نوشتن کد، تست می نویسید.
• حفظ قابلیت تست: کد خود را با در نظر گرفتن قابلیت تست طراحی کنید. توابع و ماژول های خود را متمرکز، با ورودی ها و خروجی های واضح نگه دارید.
• بررسی کد تست: همانطور که کد تولید را بررسی می کنید، به طور مرتب کد تست خود را بررسی کنید تا اطمینان حاصل کنید که قابل نگهداری، موثر و به روز است. بررسی های کیفیت کد تست را در خطوط لوله CI/CD خود در نظر بگیرید.
• تست ها را به روز نگه دارید: هنگامی که تغییراتی در کد خود ایجاد می کنید، تست های خود را مطابق با آن به روز کنید. تست های قدیمی می توانند منجر به مثبت های کاذب شوند و ارزش مجموعه تست شما را کاهش دهند.
• ادغام تست ها در CI/CD: تست های خود را در خط لوله یکپارچه سازی مداوم و استقرار مداوم (CI/CD) خود ادغام کنید تا تست را خودکار کنید و مسائل را در اوایل چرخه توسعه تشخیص دهید. این امر به ویژه برای تیم های توسعه جهانی مفید است، جایی که تغییرات کد می تواند در چندین منطقه زمانی و مکان ایجاد شود.

اشتباهات رایج و عیب یابی

در حالی که ادغام Jest و TypeScript به طور کلی ساده است، ممکن است با برخی از مسائل رایج مواجه شوید. در اینجا چند نکته برای کمک به عیب یابی آورده شده است:

• خطاهای نوع در تست ها: اگر خطاهای نوع را در تست های خود مشاهده می کنید، پیام های خطا را با دقت بررسی کنید. این پیام ها اغلب شما را به خط خاصی از کد که مشکل در آن نهفته است، راهنمایی می کنند. تأیید کنید که انواع شما به درستی تعریف شده اند و آرگومان های صحیح را به توابع ارسال می کنید.
• مسیرهای واردات نادرست: اطمینان حاصل کنید که مسیرهای واردات شما درست هستند، به خصوص هنگام استفاده از نام مستعار ماژول. tsconfig.json و پیکربندی Jest خود را دوباره بررسی کنید.
• مشکلات پیکربندی Jest: فایل jest.config.js خود را با دقت بررسی کنید تا مطمئن شوید که به درستی پیکربندی شده است. به گزینه های preset، transform و testMatch توجه کنید.
• وابستگی های قدیمی: اطمینان حاصل کنید که تمام وابستگی های شما (TypeScript، Jest، ts-jest و تعاریف نوع) به روز هستند.
• عدم تطابق محیط تست: اگر کدی را آزمایش می کنید که در یک محیط خاص اجرا می شود (به عنوان مثال، یک مرورگر)، مطمئن شوید که محیط تست Jest شما به درستی پیکربندی شده است (به عنوان مثال، با استفاده از jsdom).
• مشکلات Mocking: پیکربندی mocking خود را دوباره بررسی کنید. اطمینان حاصل کنید که mocks قبل از اجرای تست های شما به درستی تنظیم شده اند. از mockResolvedValue، mockRejectedValue و سایر روش های mocking به طور مناسب استفاده کنید.
• مشکلات تست ناهمزمان: هنگام تست کد ناهمزمان، اطمینان حاصل کنید که تست های شما به درستی promise ها را مدیریت می کنند یا از async/await استفاده می کنند.

نتیجه

ادغام Jest با TypeScript برای تست ایمن نوع یک استراتژی بسیار موثر برای بهبود کیفیت کد، کاهش اشکالات و تسریع فرآیند توسعه است. با پیروی از بهترین شیوه ها و تکنیک های ذکر شده در این راهنما، می توانید تست های قوی و قابل نگهداری بسازید که به قابلیت اطمینان کلی برنامه های شما کمک می کند. به یاد داشته باشید که رویکرد تست خود را به طور مداوم اصلاح کنید و آن را با نیازهای خاص پروژه خود تطبیق دهید.

پذیرش ایمنی نوع در تست نویسی فقط در مورد تشخیص خطاها نیست. این در مورد ایجاد اعتماد به نفس در پایگاه کد خود، تقویت همکاری در تیم جهانی خود و در نهایت، ارائه نرم افزار بهتر است. اصول TDD، همراه با قدرت TypeScript و Jest، یک پایه قدرتمند برای یک چرخه عمر توسعه نرم افزار موثرتر و کارآمدتر ارائه می دهد. این می تواند منجر به زمان ورود به بازار سریعتر برای محصول شما در هر منطقه ای از جهان شود و نگهداری نرم افزار شما را در طول عمر آن آسان تر کند.

تست ایمن نوع باید به عنوان بخشی اساسی از شیوه های مدرن توسعه نرم افزار برای همه تیم های بین المللی در نظر گرفته شود. سرمایه گذاری در تست، سرمایه گذاری در کیفیت و طول عمر محصول شما است.