Strategi Pengujian JavaScript: Implementasi Pengujian Berbasis Properti

Pengujian adalah bagian integral dari pengembangan perangkat lunak, memastikan keandalan dan ketahanan aplikasi kita. Sementara pengujian unit berfokus pada input spesifik dan output yang diharapkan, pengujian berbasis properti (PBT) menawarkan pendekatan yang lebih komprehensif dengan memverifikasi bahwa kode Anda mematuhi properti yang telah ditentukan sebelumnya di berbagai macam input yang dihasilkan secara otomatis. Postingan blog ini menyelami dunia pengujian berbasis properti di JavaScript, menjelajahi manfaatnya, teknik implementasi, dan pustaka populer.

Apa itu Pengujian Berbasis Properti?

Pengujian berbasis properti, juga dikenal sebagai pengujian generatif, mengalihkan fokus dari pengujian contoh individual ke verifikasi properti yang seharusnya berlaku untuk berbagai input. Alih-alih menulis pengujian yang menegaskan output spesifik untuk input spesifik, Anda mendefinisikan properti yang menggambarkan perilaku yang diharapkan dari kode Anda. Kerangka kerja PBT kemudian menghasilkan sejumlah besar input acak dan memeriksa apakah properti tersebut berlaku untuk semuanya. Jika sebuah properti dilanggar, kerangka kerja akan mencoba mengecilkan input untuk menemukan contoh terkecil yang gagal, membuat debugging lebih mudah.

Bayangkan Anda sedang menguji fungsi pengurutan. Alih-alih menguji dengan beberapa array yang dipilih sendiri, Anda dapat mendefinisikan properti seperti "Panjang array yang diurutkan sama dengan panjang array asli" atau "Semua elemen dalam array yang diurutkan lebih besar dari atau sama dengan elemen sebelumnya." Kerangka kerja PBT kemudian akan menghasilkan banyak array dengan berbagai ukuran dan konten, memastikan bahwa fungsi pengurutan Anda memenuhi properti ini di berbagai macam skenario.

Manfaat Pengujian Berbasis Properti

• Peningkatan Cakupan Pengujian: PBT menjelajahi rentang input yang jauh lebih luas daripada pengujian unit tradisional, mengungkap kasus tepi dan skenario tak terduga yang mungkin tidak Anda pertimbangkan secara manual.
• Peningkatan Kualitas Kode: Mendefinisikan properti memaksa Anda untuk berpikir lebih dalam tentang perilaku yang dimaksudkan dari kode Anda, yang mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang domain masalah dan implementasi yang lebih tangguh.
• Mengurangi Biaya Pemeliharaan: Pengujian berbasis properti lebih tahan terhadap perubahan kode daripada pengujian berbasis contoh. Jika Anda merefaktor kode Anda tetapi mempertahankan properti yang sama, pengujian PBT akan terus lulus, memberi Anda keyakinan bahwa perubahan Anda tidak menimbulkan regresi.
• Debugging Lebih Mudah: Ketika sebuah properti gagal, kerangka kerja PBT memberikan contoh kegagalan minimal, membuatnya lebih mudah untuk mengidentifikasi akar penyebab bug.
• Dokumentasi yang Lebih Baik: Properti berfungsi sebagai bentuk dokumentasi yang dapat dieksekusi, dengan jelas menguraikan perilaku yang diharapkan dari kode Anda.

Mengimplementasikan Pengujian Berbasis Properti di JavaScript

Beberapa pustaka JavaScript memfasilitasi pengujian berbasis properti. Dua pilihan populer adalah jsverify dan fast-check. Mari kita jelajahi cara menggunakan masing-masing dengan contoh praktis.

Menggunakan jsverify

jsverify adalah pustaka yang kuat dan mapan untuk pengujian berbasis properti di JavaScript. Ini menyediakan seperangkat generator yang kaya untuk membuat data acak, serta API yang nyaman untuk mendefinisikan dan menjalankan properti.

Instalasi:

            npm install jsverify
            

              
                Copy
              
            
          

Contoh: Menguji fungsi penjumlahan

Katakanlah kita memiliki fungsi penjumlahan sederhana:

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

              
                Copy
              
            
          

Kita bisa menggunakan jsverify untuk mendefinisikan properti yang menyatakan bahwa penjumlahan bersifat komutatif (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
              
            
          

Dalam contoh ini:

• jsc.property mendefinisikan properti dengan nama deskriptif.
• 'number', 'number' menentukan bahwa properti harus diuji dengan angka acak sebagai input untuk a dan b. jsverify menyediakan berbagai macam generator bawaan untuk tipe data yang berbeda.
• Fungsi function(a, b) { ... } mendefinisikan properti itu sendiri. Fungsi ini mengambil input yang dihasilkan a dan b dan mengembalikan true jika properti berlaku, dan false jika sebaliknya.

Saat Anda menjalankan pengujian ini, jsverify akan menghasilkan ratusan pasang angka acak dan memeriksa apakah properti komutatif berlaku untuk semuanya. Jika menemukan contoh tandingan, ia akan melaporkan input yang gagal dan mencoba mengecilkannya menjadi contoh minimal.

Contoh Lebih Kompleks: Menguji fungsi pembalikan string

Berikut adalah fungsi pembalikan string:

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

              
                Copy
              
            
          

Kita bisa mendefinisikan properti yang menyatakan bahwa membalikkan string dua kali akan mengembalikan string asli:

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

            

              
                Copy
              
            
          

jsverify akan menghasilkan string acak dengan berbagai panjang dan konten dan memeriksa apakah properti ini berlaku untuk semuanya.

Menggunakan fast-check

fast-check adalah pustaka pengujian berbasis properti lain yang sangat baik untuk JavaScript. Pustaka ini dikenal karena kinerjanya dan fokusnya dalam menyediakan API yang fasih untuk mendefinisikan generator dan properti.

Instalasi:

            npm install fast-check
            

              
                Copy
              
            
          

Contoh: Menguji fungsi penjumlahan

Menggunakan fungsi penjumlahan yang sama seperti sebelumnya:

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

              
                Copy
              
            
          

Kita bisa mendefinisikan properti komutatif menggunakan fast-check:

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

Dalam contoh ini:

• fc.assert menjalankan pengujian berbasis properti.
• fc.property mendefinisikan properti.
• fc.integer() menentukan bahwa properti harus diuji dengan integer acak sebagai input untuk a dan b. fast-check juga menyediakan berbagai macam arbitraries (generator) bawaan.
• Ekspresi lambda (a, b) => { ... } mendefinisikan properti itu sendiri.

Contoh Lebih Kompleks: Menguji fungsi pembalikan string

Menggunakan fungsi pembalikan string yang sama seperti sebelumnya:

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

              
                Copy
              
            
          

Kita bisa mendefinisikan properti pembalikan ganda menggunakan fast-check:

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

            

              
                Copy
              
            
          

Memilih Antara jsverify dan fast-check

Baik jsverify maupun fast-check adalah pilihan yang sangat baik untuk pengujian berbasis properti di JavaScript. Berikut perbandingan singkat untuk membantu Anda memilih pustaka yang tepat untuk proyek Anda:

• jsverify: Memiliki sejarah yang lebih panjang dan koleksi generator bawaan yang lebih luas. Ini mungkin pilihan yang baik jika Anda memerlukan generator spesifik yang tidak tersedia di fast-check, atau jika Anda lebih suka gaya yang lebih deklaratif.
• fast-check: Dikenal karena kinerjanya dan API-nya yang fasih. Ini mungkin pilihan yang lebih baik jika kinerja sangat penting, atau jika Anda lebih suka gaya yang lebih ringkas dan ekspresif. Kemampuan penyusutannya juga dianggap sangat baik.

Pada akhirnya, pilihan terbaik tergantung pada kebutuhan dan preferensi spesifik Anda. Ada baiknya bereksperimen dengan kedua pustaka untuk melihat mana yang Anda anggap lebih nyaman dan efektif.

Strategi Menulis Pengujian Berbasis Properti yang Efektif

Menulis pengujian berbasis properti yang efektif memerlukan pola pikir yang berbeda dari menulis pengujian unit tradisional. Berikut adalah beberapa strategi untuk membantu Anda mendapatkan hasil maksimal dari PBT:

• Fokus pada Properti, Bukan Contoh: Pikirkan tentang properti fundamental yang harus dipenuhi oleh kode Anda, daripada berfokus pada pasangan input-output tertentu.
• Mulai dari yang Sederhana: Mulailah dengan properti sederhana yang mudah dipahami dan diverifikasi. Saat Anda semakin percaya diri, Anda dapat menambahkan properti yang lebih kompleks.
• Gunakan Nama Deskriptif: Beri properti Anda nama deskriptif yang dengan jelas menjelaskan apa yang diuji.
• Pertimbangkan Kasus Tepi: Meskipun PBT secara otomatis menghasilkan berbagai macam input, tetap penting untuk mempertimbangkan potensi kasus tepi dan memastikan properti Anda mencakupnya. Anda dapat menggunakan teknik seperti properti kondisional untuk menangani kasus khusus.
• Kecilkan Contoh yang Gagal: Ketika sebuah properti gagal, perhatikan contoh kegagalan minimal yang disediakan oleh kerangka kerja PBT. Contoh ini sering kali memberikan petunjuk berharga tentang akar penyebab bug.
• Gabungkan dengan Pengujian Unit: PBT bukan pengganti pengujian unit, melainkan pelengkapnya. Gunakan pengujian unit untuk memverifikasi skenario spesifik dan kasus tepi, dan gunakan PBT untuk memastikan kode Anda memenuhi properti umum di berbagai macam input.
• Granularitas Properti: Pertimbangkan granularitas properti Anda. Terlalu luas, dan kegagalan mungkin sulit didiagnosis. Terlalu sempit, dan Anda secara efektif menulis pengujian unit. Menemukan keseimbangan yang tepat adalah kuncinya.

Teknik Pengujian Berbasis Properti Tingkat Lanjut

Setelah Anda nyaman dengan dasar-dasar pengujian berbasis properti, Anda dapat menjelajahi beberapa teknik canggih untuk lebih meningkatkan strategi pengujian Anda:

• Properti Kondisional: Gunakan properti kondisional untuk menguji perilaku yang hanya berlaku dalam kondisi tertentu. Misalnya, Anda mungkin ingin menguji properti yang hanya berlaku saat input adalah angka positif.
• Generator Kustom: Buat generator kustom untuk menghasilkan data yang spesifik untuk domain aplikasi Anda. Ini memungkinkan Anda menguji kode Anda dengan input yang lebih realistis dan relevan.
• Pengujian Stateful: Gunakan teknik pengujian stateful untuk memverifikasi perilaku sistem stateful, seperti mesin state terbatas atau aplikasi reaktif. Ini melibatkan pendefinisian properti yang menjelaskan bagaimana state sistem harus berubah sebagai respons terhadap berbagai tindakan.
• Pengujian Integrasi: Meskipun terutama digunakan untuk pengujian unit, prinsip PBT dapat diterapkan pada pengujian integrasi. Definisikan properti yang harus berlaku di berbagai modul atau komponen aplikasi Anda.
• Fuzzing: Pengujian berbasis properti dapat digunakan sebagai bentuk fuzzing, di mana Anda menghasilkan input acak yang berpotensi tidak valid untuk mengungkap kerentanan keamanan atau perilaku tak terduga.

Contoh di Berbagai Domain

Pengujian berbasis properti dapat diterapkan pada berbagai domain. Berikut adalah beberapa contoh:

• Fungsi Matematika: Uji properti seperti komutativitas, asosiativitas, dan distributivitas untuk operasi matematika.
• Struktur Data: Verifikasi properti seperti pelestarian urutan dalam daftar yang diurutkan atau jumlah elemen yang benar dalam koleksi.
• Manipulasi String: Uji properti seperti pembalikan string, kebenaran pencocokan ekspresi reguler, atau validitas penguraian URL.
• Integrasi API: Verifikasi properti seperti idempotensi panggilan API atau konsistensi data di berbagai sistem.
• Aplikasi Web: Uji properti seperti kebenaran validasi formulir atau aksesibilitas halaman web. Misalnya, memeriksa apakah semua gambar memiliki teks alt.
• Pengembangan Game: Uji properti seperti perilaku fisika game yang dapat diprediksi, mekanisme penilaian yang benar, atau distribusi konten yang dihasilkan secara acak yang adil. Pertimbangkan untuk menguji pengambilan keputusan AI dalam skenario yang berbeda.
• Aplikasi Keuangan: Menguji bahwa pembaruan saldo selalu akurat setelah berbagai jenis transaksi (setoran, penarikan, transfer) sangat penting dalam sistem keuangan. Properti akan memastikan bahwa nilai total dilestarikan dan diatribusikan dengan benar.

Contoh Internasionalisasi (i18n): Saat berurusan dengan internasionalisasi, properti dapat memastikan bahwa fungsi menangani berbagai lokal dengan benar. Misalnya, saat memformat angka atau tanggal, Anda dapat memeriksa properti seperti: * Angka atau tanggal yang diformat diformat dengan benar untuk lokal yang ditentukan. * Angka atau tanggal yang diformat dapat diurai kembali ke nilai aslinya, dengan menjaga akurasi.

Contoh Globalisasi (g11n): Saat bekerja dengan terjemahan, properti dapat membantu menjaga konsistensi dan akurasi. Misalnya: * Panjang string yang diterjemahkan cukup dekat dengan panjang string asli (untuk menghindari perluasan atau pemotongan yang berlebihan). * String yang diterjemahkan berisi placeholder atau variabel yang sama dengan string asli.

Kesalahan Umum yang Harus Dihindari

• Properti Sepele: Hindari properti yang selalu benar, terlepas dari kode yang diuji. Properti ini tidak memberikan informasi yang berarti.
• Properti yang Terlalu Kompleks: Hindari properti yang terlalu kompleks untuk dipahami atau diverifikasi. Pecah properti kompleks menjadi properti yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola.
• Mengabaikan Kasus Tepi: Pastikan properti Anda mencakup potensi kasus tepi dan kondisi batas.
• Salah Menafsirkan Contoh Tandingan: Analisis dengan cermat contoh kegagalan minimal yang disediakan oleh kerangka kerja PBT untuk memahami akar penyebab bug. Jangan terburu-buru mengambil kesimpulan atau membuat asumsi.
• Menganggap PBT sebagai Peluru Perak: PBT adalah alat yang ampuh, tetapi bukan pengganti desain yang cermat, tinjauan kode, dan teknik pengujian lainnya. Gunakan PBT sebagai bagian dari strategi pengujian yang komprehensif.

Kesimpulan

Pengujian berbasis properti adalah teknik yang berharga untuk meningkatkan kualitas dan keandalan kode JavaScript Anda. Dengan mendefinisikan properti yang menggambarkan perilaku yang diharapkan dari kode Anda dan membiarkan kerangka kerja PBT menghasilkan berbagai macam input, Anda dapat mengungkap bug tersembunyi dan kasus tepi yang mungkin Anda lewatkan dengan pengujian unit tradisional. Pustaka seperti jsverify dan fast-check memudahkan implementasi PBT dalam proyek JavaScript Anda. Rangkullah PBT sebagai bagian dari strategi pengujian Anda dan raih manfaat dari peningkatan cakupan pengujian, peningkatan kualitas kode, dan pengurangan biaya pemeliharaan. Ingatlah untuk fokus pada pendefinisian properti yang bermakna, mempertimbangkan kasus tepi, dan menganalisis dengan cermat contoh yang gagal untuk mendapatkan hasil maksimal dari teknik yang kuat ini. Dengan latihan dan pengalaman, Anda akan menjadi ahli pengujian berbasis properti dan membangun aplikasi JavaScript yang lebih tangguh dan andal.

Sumber Daya Lebih Lanjut

• Dokumentasi jsverify
• Dokumentasi fast-check
• Hypothesis (Pustaka PBT Python) - Konsep berlaku di berbagai bahasa
• Pengujian Berbasis Properti di JavaScript (Video)