JavaScript testēšanas stratēģijas: uz īpašībām balstītas testēšanas ieviešana

Testēšana ir neatņemama programmatūras izstrādes sastāvdaļa, kas nodrošina mūsu lietojumprogrammu uzticamību un robustumu. Kamēr vienībtesti (unit tests) koncentrējas uz konkrētām ievadām un gaidāmajiem rezultātiem, uz īpašībām balstīta testēšana (Property-Based Testing, PBT) piedāvā visaptverošāku pieeju, pārbaudot, vai jūsu kods atbilst iepriekš definētām īpašībām plašā automātiski ģenerētu ievaddatu klāstā. Šis emuāra ieraksts iedziļinās uz īpašībām balstītas testēšanas pasaulē JavaScript, izpētot tās priekšrocības, ieviešanas metodes un populārākās bibliotēkas.

Kas ir uz īpašībām balstīta testēšana?

Uz īpašībām balstīta testēšana, pazīstama arī kā ģeneratīvā testēšana, pārvirza uzmanību no atsevišķu piemēru testēšanas uz īpašību pārbaudi, kurām jābūt spēkā dažādiem ievaddatiem. Tā vietā, lai rakstītu testus, kas apstiprina konkrētus rezultātus konkrētām ievadām, jūs definējat īpašības, kas apraksta jūsu koda paredzamo uzvedību. PBT ietvars pēc tam ģenerē lielu skaitu nejaušu ievaddatu un pārbauda, vai īpašības ir spēkā visiem no tiem. Ja kāda īpašība tiek pārkāpta, ietvars mēģina samazināt ievadi, lai atrastu mazāko kļūdaino piemēru, tādējādi atvieglojot atkļūdošanu.

Iedomājieties, ka testējat kārtošanas funkciju. Tā vietā, lai testētu ar dažiem ar roku atlasītiem masīviem, varat definēt īpašību, piemēram, "Sakārtotā masīva garums ir vienāds ar sākotnējā masīva garumu" vai "Visi elementi sakārtotajā masīvā ir lielāki par vai vienādi ar iepriekšējo elementu." PBT ietvars tad ģenerēs daudzus masīvus ar dažādiem izmēriem un saturu, nodrošinot, ka jūsu kārtošanas funkcija atbilst šīm īpašībām plašā scenāriju klāstā.

Uz īpašībām balstītas testēšanas priekšrocības

• Palielināts testu pārklājums: PBT izpēta daudz plašāku ievaddatu klāstu nekā tradicionālie vienībtesti, atklājot robežgadījumus un neparedzētus scenārijus, par kuriem jūs, iespējams, nebūtu manuāli iedomājušies.
• Uzlabota koda kvalitāte: Īpašību definēšana liek jums dziļāk domāt par jūsu koda paredzēto uzvedību, kas noved pie labākas problēmas domēna izpratnes un robustākas implementācijas.
• Samazinātas uzturēšanas izmaksas: Uz īpašībām balstīti testi ir noturīgāki pret koda izmaiņām nekā uz piemēriem balstīti testi. Ja jūs pārveidojat kodu, bet saglabājat tās pašas īpašības, PBT testi turpinās iziet veiksmīgi, sniedzot jums pārliecību, ka jūsu izmaiņas nav ieviesušas jaunas regresijas.
• Vieglāka atkļūdošana: Kad kāda īpašība neizdodas, PBT ietvars nodrošina minimālu kļūdaino piemēru, kas atvieglo kļūdas pamatcēloņa identificēšanu.
• Labāka dokumentācija: Īpašības kalpo kā izpildāmas dokumentācijas forma, skaidri izklāstot jūsu koda paredzamo uzvedību.

Uz īpašībām balstītas testēšanas ieviešana JavaScript

Vairākas JavaScript bibliotēkas atvieglo uz īpašībām balstītu testēšanu. Divas populāras izvēles ir jsverify un fast-check. Apskatīsim, kā katru no tām izmantot ar praktiskiem piemēriem.

jsverify izmantošana

jsverify ir spēcīga un labi pazīstama bibliotēka uz īpašībām balstītai testēšanai JavaScript. Tā nodrošina bagātīgu ģeneratoru kopumu nejaušu datu veidošanai, kā arī ērtu API īpašību definēšanai un palaišanai.

Instalācija:

            npm install jsverify
            

              
                Copy
              
            
          

Piemērs: saskaitīšanas funkcijas testēšana

Pieņemsim, ka mums ir vienkārša saskaitīšanas funkcija:

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

              
                Copy
              
            
          

Mēs varam izmantot jsverify, lai definētu īpašību, kas apgalvo, ka saskaitīšana ir komutatīva (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
              
            
          

Šajā piemērā:

• jsc.property definē īpašību ar aprakstošu nosaukumu.
• 'number', 'number' norāda, ka īpašība jāpārbauda ar nejaušiem skaitļiem kā ievadēm priekš a un b. jsverify nodrošina plašu iebūvēto ģeneratoru klāstu dažādiem datu tipiem.
• Funkcija function(a, b) { ... } definē pašu īpašību. Tā saņem ģenerētās ievades a un b un atgriež true, ja īpašība ir spēkā, un false pretējā gadījumā.

Palaižot šo testu, jsverify ģenerēs simtiem nejaušu skaitļu pāru un pārbaudīs, vai komutatīvā īpašība ir spēkā visiem no tiem. Ja tas atradīs pretpiemēru, tas ziņos par kļūdaino ievadi un mēģinās to samazināt līdz minimālam piemēram.

Sarežģītāks piemērs: virknes apgriešanas funkcijas testēšana

Šeit ir virknes apgriešanas funkcija:

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

              
                Copy
              
            
          

Mēs varam definēt īpašību, kas apgalvo, ka virknes apgriešana divreiz atgriež sākotnējo virkni:

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

            

              
                Copy
              
            
          

jsverify ģenerēs nejaušas virknes ar dažādiem garumiem un saturu un pārbaudīs, vai šī īpašība ir spēkā visām no tām.

fast-check izmantošana

fast-check ir vēl viena lieliska uz īpašībām balstītas testēšanas bibliotēka priekš JavaScript. Tā ir pazīstama ar savu veiktspēju un koncentrēšanos uz plūstoša API nodrošināšanu ģeneratoru un īpašību definēšanai.

Instalācija:

            npm install fast-check
            

              
                Copy
              
            
          

Piemērs: saskaitīšanas funkcijas testēšana

Izmantojot to pašu saskaitīšanas funkciju kā iepriekš:

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

              
                Copy
              
            
          

Mēs varam definēt komutatīvo īpašību, izmantojot 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
              
            
          

Šajā piemērā:

• fc.assert palaiž uz īpašībām balstīto testu.
• fc.property definē īpašību.
• fc.integer() norāda, ka īpašība jāpārbauda ar nejaušiem veseliem skaitļiem kā ievadēm priekš a un b. fast-check arī nodrošina plašu iebūvēto arbitrāru (ģeneratoru) klāstu.
• Lambda izteiksme (a, b) => { ... } definē pašu īpašību.

Sarežģītāks piemērs: virknes apgriešanas funkcijas testēšana

Izmantojot to pašu virknes apgriešanas funkciju kā iepriekš:

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

              
                Copy
              
            
          

Mēs varam definēt dubultās apgriešanas īpašību, izmantojot fast-check:

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

            

              
                Copy
              
            
          

Izvēle starp jsverify un fast-check

Gan jsverify, gan fast-check ir lieliskas izvēles uz īpašībām balstītai testēšanai JavaScript. Šeit ir īss salīdzinājums, lai palīdzētu jums izvēlēties pareizo bibliotēku savam projektam:

• jsverify: Ir ilgāka vēsture un plašāka iebūvēto ģeneratoru kolekcija. Tā varētu būt laba izvēle, ja jums nepieciešami specifiski ģeneratori, kas nav pieejami fast-check, vai ja dodat priekšroku deklaratīvākam stilam.
• fast-check: Pazīstama ar savu veiktspēju un plūstošo API. Tā varētu būt labāka izvēle, ja veiktspēja ir kritiski svarīga, vai ja dodat priekšroku kodolīgākam un izteiksmīgākam stilam. Arī tās samazināšanas (shrinking) iespējas tiek uzskatītas par ļoti labām.

Galu galā, labākā izvēle ir atkarīga no jūsu konkrētajām vajadzībām un vēlmēm. Ir vērts eksperimentēt ar abām bibliotēkām, lai redzētu, kura jums šķiet ērtāka un efektīvāka.

Stratēģijas efektīvu uz īpašībām balstītu testu rakstīšanai

Efektīvu uz īpašībām balstītu testu rakstīšana prasa atšķirīgu domāšanas veidu nekā tradicionālo vienībtestu rakstīšana. Šeit ir dažas stratēģijas, kas palīdzēs jums maksimāli izmantot PBT:

• Koncentrējieties uz īpašībām, nevis piemēriem: Domājiet par fundamentālajām īpašībām, kurām jūsu kodam vajadzētu atbilst, nevis koncentrējieties uz konkrētiem ievades-izvades pāriem.
• Sāciet vienkārši: Sāciet ar vienkāršām īpašībām, kuras ir viegli saprast un pārbaudīt. Kad iegūsiet pārliecību, varat pievienot sarežģītākas īpašības.
• Izmantojiet aprakstošus nosaukumus: Piešķiriet savām īpašībām aprakstošus nosaukumus, kas skaidri paskaidro, ko tās testē.
• Apsveriet robežgadījumus: Lai gan PBT automātiski ģenerē plašu ievaddatu klāstu, joprojām ir svarīgi apsvērt iespējamos robežgadījumus un nodrošināt, ka jūsu īpašības tos aptver. Varat izmantot tādas metodes kā nosacījuma īpašības, lai apstrādātu īpašus gadījumus.
• Samaziniet kļūdainos piemērus: Kad kāda īpašība neizdodas, pievērsiet uzmanību minimālajam kļūdainajam piemēram, ko nodrošina PBT ietvars. Šis piemērs bieži sniedz vērtīgus pavedienus par kļūdas pamatcēloni.
• Kombinējiet ar vienībtestiem: PBT nav vienībtestu aizstājējs, bet gan papildinājums. Izmantojiet vienībtestus, lai pārbaudītu konkrētus scenārijus un robežgadījumus, un izmantojiet PBT, lai nodrošinātu, ka jūsu kods atbilst vispārīgām īpašībām plašā ievaddatu klāstā.
• Īpašību granularitāte: Apsveriet savu īpašību granularitāti. Ja tās ir pārāk plašas, kļūmi var būt grūti diagnosticēt. Ja tās ir pārāk šauras, jūs būtībā rakstāt vienībtestus. Atrast pareizo līdzsvaru ir galvenais.

Padziļinātas uz īpašībām balstītas testēšanas metodes

Kad esat apguvis uz īpašībām balstītas testēšanas pamatus, varat izpētīt dažas padziļinātas metodes, lai vēl vairāk uzlabotu savu testēšanas stratēģiju:

• Nosacījuma īpašības: Izmantojiet nosacījuma īpašības, lai testētu uzvedību, kas attiecas tikai uz noteiktiem nosacījumiem. Piemēram, jūs varētu vēlēties pārbaudīt īpašību, kas attiecas tikai tad, ja ievade ir pozitīvs skaitlis.
• Pielāgoti ģeneratori: Izveidojiet pielāgotus ģeneratorus, lai ģenerētu datus, kas ir specifiski jūsu lietojumprogrammas domēnam. Tas ļauj jums testēt savu kodu ar reālistiskākām un atbilstošākām ievadēm.
• Stāvokļa testēšana (Stateful Testing): Izmantojiet stāvokļa testēšanas metodes, lai pārbaudītu stāvokļa sistēmu, piemēram, galīgo stāvokļu mašīnu vai reaktīvo lietojumprogrammu, uzvedību. Tas ietver īpašību definēšanu, kas apraksta, kā sistēmas stāvoklim vajadzētu mainīties, reaģējot uz dažādām darbībām.
• Integrācijas testēšana: Lai gan PBT galvenokārt tiek izmantots vienībtestēšanai, tā principus var piemērot integrācijas testiem. Definējiet īpašības, kurām jābūt spēkā starp dažādiem jūsu lietojumprogrammas moduļiem vai komponentiem.
• Fuzzing: Uz īpašībām balstītu testēšanu var izmantot kā "fuzzing" veidu, kurā jūs ģenerējat nejaušas, potenciāli nederīgas ievades, lai atklātu drošības ievainojamības vai neparedzētu uzvedību.

Piemēri dažādās jomās

Uz īpašībām balstītu testēšanu var piemērot ļoti dažādās jomās. Šeit ir daži piemēri:

• Matemātiskās funkcijas: Pārbaudiet īpašības, piemēram, komutativitāti, asociativitāti un distributivitāti matemātiskām operācijām.
• Datu struktūras: Pārbaudiet īpašības, piemēram, secības saglabāšanu sakārtotā sarakstā vai pareizu elementu skaitu kolekcijā.
• Virkņu manipulācija: Pārbaudiet īpašības, piemēram, virkņu apgriešanu, regulāro izteiksmju atbilstības pareizību vai URL parsēšanas derīgumu.
• API integrācijas: Pārbaudiet īpašības, piemēram, API izsaukumu idempotenci vai datu konsekvenci starp dažādām sistēmām.
• Tīmekļa lietojumprogrammas: Pārbaudiet īpašības, piemēram, formu validācijas pareizību vai tīmekļa lapu pieejamību. Piemēram, pārbaudot, vai visiem attēliem ir alt teksts.
• Spēļu izstrāde: Pārbaudiet īpašības, piemēram, spēles fizikas paredzamo uzvedību, pareizu punktu skaitīšanas mehānismu vai godīgu nejauši ģenerēta satura sadalījumu. Apsveriet iespēju testēt mākslīgā intelekta lēmumu pieņemšanu dažādos scenārijos.
• Finanšu lietojumprogrammas: Testēšana, vai bilances atjauninājumi vienmēr ir precīzi pēc dažāda veida transakcijām (noguldījumiem, izņemšanām, pārskaitījumiem), ir ļoti svarīga finanšu sistēmās. Īpašības nodrošinātu, ka kopējā vērtība tiek saglabāta un pareizi attiecināta.

Internacionalizācijas (i18n) piemērs: Strādājot ar internacionalizāciju, īpašības var nodrošināt, ka funkcijas pareizi apstrādā dažādas lokalizācijas. Piemēram, formatējot skaitļus vai datumus, varat pārbaudīt tādas īpašības kā: * Formatētais skaitlis vai datums ir pareizi formatēts norādītajai lokalizācijai. * Formatēto skaitli vai datumu var parsēt atpakaļ sākotnējā vērtībā, saglabājot precizitāti.

Globalizācijas (g11n) piemērs: Strādājot ar tulkojumiem, īpašības var palīdzēt uzturēt konsekvenci un precizitāti. Piemēram: * Tulkotās virknes garums ir saprātīgi tuvs oriģinālās virknes garumam (lai izvairītos no pārmērīgas paplašināšanās vai saīsināšanas). * Tulkotajā virknē ir tie paši vietturi vai mainīgie kā oriģinālajā virknē.

Biežākās kļūdas, no kurām izvairīties

• Triviālas īpašības: Izvairieties no īpašībām, kas vienmēr ir patiesas, neatkarīgi no testējamā koda. Šādas īpašības nesniedz nekādu jēgpilnu informāciju.
• Pārāk sarežģītas īpašības: Izvairieties no īpašībām, kuras ir pārāk sarežģīti saprast vai pārbaudīt. Sadaliet sarežģītas īpašības mazākās, vieglāk pārvaldāmās daļās.
• Robežgadījumu ignorēšana: Pārliecinieties, ka jūsu īpašības aptver potenciālos robežgadījumus un robežnosacījumus.
• Pretpiemēru nepareiza interpretācija: Rūpīgi analizējiet minimālos kļūdainos piemērus, ko nodrošina PBT ietvars, lai saprastu kļūdas pamatcēloni. Neizdariet pārsteidzīgus secinājumus un neizvirziet pieņēmumus.
• PBT uzskatīšana par brīnumlīdzekli: PBT ir spēcīgs rīks, bet tas neaizstāj rūpīgu projektēšanu, koda pārskatīšanu un citas testēšanas metodes. Izmantojiet PBT kā daļu no visaptverošas testēšanas stratēģijas.

Noslēgums

Uz īpašībām balstīta testēšana ir vērtīga metode jūsu JavaScript koda kvalitātes un uzticamības uzlabošanai. Definējot īpašības, kas apraksta jūsu koda paredzamo uzvedību un ļaujot PBT ietvaram ģenerēt plašu ievaddatu klāstu, jūs varat atklāt slēptas kļūdas un robežgadījumus, kurus, iespējams, būtu palaiduši garām ar tradicionālajiem vienībtestiem. Bibliotēkas, piemēram, jsverify un fast-check, atvieglo PBT ieviešanu jūsu JavaScript projektos. Iekļaujiet PBT savā testēšanas stratēģijā un gūstiet labumu no palielināta testu pārklājuma, uzlabotas koda kvalitātes un samazinātām uzturēšanas izmaksām. Atcerieties koncentrēties uz jēgpilnu īpašību definēšanu, apsvērt robežgadījumus un rūpīgi analizēt kļūdainos piemērus, lai maksimāli izmantotu šo spēcīgo metodi. Ar praksi un pieredzi jūs kļūsiet par uz īpašībām balstītas testēšanas meistaru un veidosiet robustākas un uzticamākas JavaScript lietojumprogrammas.

Papildu resursi

• jsverify dokumentācija
• fast-check dokumentācija
• Hypothesis (Python PBT bibliotēka) - Koncepti ir piemērojami dažādās valodās
• Uz īpašībām balstīta testēšana JavaScript (video)