Опанування Type Safety в тестуванні TypeScript: Посібник з інтеграції Jest

У постійно мінливому ландшафті розробки програмного забезпечення підтримка якості коду та забезпечення надійності додатків є надзвичайно важливими. TypeScript, з його можливостями статичної типізації, став провідним вибором для створення надійних і підтримуваних додатків. Однак переваги TypeScript виходять за рамки фази розробки; вони суттєво впливають на тестування. Цей посібник досліджує, як використовувати Jest, популярний фреймворк тестування JavaScript, для безперешкодної інтеграції type safety у ваш робочий процес тестування TypeScript. Ми заглибимось у найкращі практики, практичні приклади та стратегії для написання ефективних і підтримуваних тестів.

Значення Type Safety в тестуванні

Type safety, в своїй основі, дозволяє розробникам виявляти помилки під час процесу розробки, а не під час виконання. Це особливо вигідно в тестуванні, де раннє виявлення проблем, пов’язаних з типами, може запобігти значним зусиллям з налагодження пізніше. Включення type safety в тестування пропонує кілька ключових переваг:

• Раннє виявлення помилок: Можливості перевірки типів TypeScript дозволяють ідентифікувати невідповідності типів, неправильні типи аргументів та інші помилки, пов’язані з типами, під час компіляції тесту, перш ніж вони проявляться як помилки під час виконання.
• Покращена підтримка коду: Типові анотації служать живою документацією, полегшуючи розуміння та підтримку вашого коду. Коли тести перевіряються за типами, вони підсилюють ці анотації та забезпечують узгодженість у всій вашій кодовій базі.
• Покращені можливості рефакторингу: Рефакторинг стає безпечнішим та ефективнішим. Перевірка типів TypeScript допомагає забезпечити, щоб зміни не призводили до ненавмисних наслідків або не порушували існуючі тести.
• Зменшення кількості помилок: Завдяки ранньому виявленню помилок, пов’язаних з типами, ви можете значно зменшити кількість помилок, які потрапляють у виробництво.
• Підвищена впевненість: Добре типізований і добре протестований код дає розробникам більшу впевненість у стабільності та надійності їхнього додатку.

Налаштування Jest з TypeScript

Інтеграція Jest з TypeScript - це простий процес. Ось покрокова інструкція:

1. Ініціалізація проекту: Якщо у вас ще немає проекту TypeScript, почніть зі створення нового. Ініціалізуйте новий проект за допомогою npm або yarn:

               npm init -y
   # or
   yarn init -y
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

2. Встановлення TypeScript та Jest: Встановіть необхідні пакунки як dev dependencies:

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

   • typescript: Компілятор TypeScript.
   • jest: Фреймворк тестування.
   • @types/jest: Визначення типів для Jest.
   • ts-jest: Трансформатор TypeScript для Jest, що дозволяє йому розуміти код TypeScript.
3. Налаштування TypeScript: Створіть файл tsconfig.json у кореневому каталозі вашого проекту. Цей файл визначає параметри компілятора для TypeScript. Базова конфігурація може виглядати так:

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

   Ключові налаштування:

   • target: Вказує версію JavaScript для націлювання (наприклад, es5, es6, esnext).
   • module: Вказує систему модулів для використання (наприклад, commonjs, esnext).
   • esModuleInterop: Вмикає сумісність між CommonJS та ES modules.
   • forceConsistentCasingInFileNames: Забезпечує узгоджений регістр імен файлів.
   • strict: Вмикає строгу перевірку типів. Рекомендується для покращення type safety.
   • skipLibCheck: Пропускає перевірку типів файлів оголошень (.d.ts).
   • outDir: Вказує вихідний каталог для скомпільованих файлів JavaScript.
   • include: Вказує файли та каталоги, які потрібно включити в компіляцію.
   • exclude: Вказує файли та каталоги, які потрібно виключити з компіляції.

4. Налаштування Jest: Створіть файл jest.config.js (або jest.config.ts) у кореневому каталозі вашого проекту. Цей файл налаштовує Jest. Базова конфігурація з підтримкою TypeScript може виглядати так:

               /** @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': Вказує, що ми використовуємо ts-jest.
   • testEnvironment: Встановлює середовище тестування (наприклад, 'node', 'jsdom' для браузерних середовищ).
   • testMatch: Визначає шаблони файлів для відповідності тестовим файлам.
   • transform: Вказує трансформатор, який потрібно використовувати для файлів. Тут ми використовуємо ts-jest для трансформації файлів TypeScript.
   • moduleNameMapper: Використовується для створення псевдонімів модулів, особливо корисно для вирішення шляхів імпорту, наприклад, використання шляхів на зразок `@/components` замість довгих відносних шляхів.
   • collectCoverage: Вмикає або вимикає покриття коду.
   • coverageDirectory: Встановлює каталог для звітів про покриття.
5. Написання тестів: Створіть свої тестові файли (наприклад, src/my-component.test.ts або src/__tests__/my-component.test.ts).
6. Запуск тестів: Додайте тестовий скрипт до свого package.json:

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

   Потім запустіть свої тести за допомогою:

               npm test
   # or
   yarn test
               
   
                 
                   Copy
                 
               
             

Приклад: Тестування простої функції

Давайте створимо простий приклад, щоб продемонструвати type-safe тестування. Розглянемо функцію, яка додає два числа:

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

            

              
                Copy
              
            
          

Тепер давайте напишемо тест для цієї функції за допомогою Jest і TypeScript:

            // 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
              
            
          

У цьому прикладі:

• Ми імпортуємо функцію add.
• Ми пишемо тест за допомогою функцій test і expect Jest.
• Тести перевіряють поведінку функції з різними вхідними даними.
• Закоментований рядок ілюструє, як TypeScript виявить би помилку типу, якби ми спробували передати рядок до функції add, запобігаючи цій помилці під час виконання. Коментар `//@ts-expect-error` повідомляє TypeScript, що слід очікувати помилку в цьому рядку.

Розширені техніки тестування з TypeScript і Jest

Після того, як у вас є базове налаштування, ви можете дослідити більш розширені методи тестування, щоб підвищити ефективність і підтримку вашого набору тестів.

Mocking і Spies

Mocking дозволяє ізолювати одиниці коду, замінюючи зовнішні залежності контрольованими замінниками. Jest надає вбудовані можливості mocking.

Приклад: Mocking функції, яка робить виклик API:

            // 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
              
            
          

У цьому прикладі ми mock функцію fetchData з модуля api.ts. Ми використовуємо mockResolvedValue для імітації успішної відповіді API та перевіряємо, чи processData правильно обробляє mock-дані. Ми використовуємо toHaveBeenCalledWith, щоб перевірити, чи функція `fetchData` була викликана з правильними аргументами.

Тестування асинхронного коду

Тестування асинхронного коду має вирішальне значення для сучасних додатків JavaScript. Jest надає кілька способів обробки асинхронних тестів.

Приклад: Тестування функції, яка використовує setTimeout:

            // 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
              
            
          

У цьому прикладі ми використовуємо async/await для обробки асинхронної операції в тесті. Jest також підтримує використання callback і промісів для асинхронних тестів.

Code Coverage

Звіти Code Coverage надають цінну інформацію про те, які частини вашого коду покриті тестами. Jest полегшує створення звітів про Code Coverage.

Щоб увімкнути Code Coverage, налаштуйте параметри collectCoverage і coverageDirectory у своєму файлі jest.config.js. Потім ви можете запустити свої тести з увімкненим покриттям.

            // 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
              
            
          

Параметр collectCoverageFrom дозволяє вказати, які файли слід враховувати для покриття. Параметр coverageThreshold дозволяє встановити мінімальний відсоток покриття. Після запуску тестів Jest створить звіт про покриття у вказаному каталозі.

Ви можете переглянути звіт про покриття у форматі HTML для отримання детальної інформації.

Test-Driven Development (TDD) з TypeScript і Jest

Test-Driven Development (TDD) - це процес розробки програмного забезпечення, який наголошує на написанні тестів перед написанням фактичного коду. TDD може бути дуже ефективною практикою, що призводить до більш надійного та добре розробленого коду. За допомогою TypeScript і Jest процес TDD спрощується.

1. Напишіть тест, який не проходить: Почніть з написання тесту, який описує бажану поведінку вашого коду. Тест спочатку має не пройти, оскільки коду ще не існує.
2. Напишіть мінімальний код для проходження тесту: Напишіть найпростіший код, який змусить тест пройти. Це може включати дуже базову реалізацію.
3. Рефакторинг: Після того, як тест пройдено, проведіть рефакторинг коду, щоб покращити його дизайн і читабельність, переконавшись, що всі тести все ще проходять.
4. Повторіть: Повторюйте цей цикл для кожної нової функції чи функціональності.

Приклад: Давайте використаємо TDD, щоб створити функцію, яка робить великою першу літеру рядка:

1. Тест, який не проходить:

            // 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. Мінімальний код для проходження:

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

            

              
                Copy
              
            
          

3. Рефакторинг (якщо потрібно): У цьому простому випадку код вже відносно чистий. Ми можемо додати більше тестів, щоб охопити інші крайні випадки.

            // 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
              
            
          

Найкращі практики для Type-Safe тестування

Щоб максимально використати переваги type-safe тестування з Jest і TypeScript, врахуйте ці найкращі практики:

• Пишіть вичерпні тести: Переконайтеся, що ваші тести охоплюють усі різні шляхи коду та крайні випадки. Прагніть до високого покриття коду.
• Використовуйте описові назви тестів: Пишіть чіткі та описові назви тестів, які пояснюють призначення кожного тесту.
• Використовуйте типові анотації: Широко використовуйте типові анотації у своїх тестах, щоб покращити читабельність і виявити помилки, пов’язані з типами, на ранній стадії.
• Mock належним чином: Використовуйте Mocking, щоб ізолювати одиниці коду та тестувати їх незалежно. Уникайте надмірного Mocking, що може зробити тести менш реалістичними.
• Ефективно тестуйте асинхронний код: Правильно використовуйте async/await або проміси під час тестування асинхронного коду.
• Дотримуйтесь принципів TDD: Розгляньте можливість впровадження TDD, щоб керувати процесом розробки та переконатися, що ви пишете тести перед написанням коду.
• Підтримуйте можливість тестування: Розробляйте свій код з урахуванням можливості тестування. Зберігайте свої функції та модулі зосередженими, з чіткими вхідними та вихідними даними.
• Переглядайте тестовий код: Так само, як ви переглядаєте production код, регулярно переглядайте свій тестовий код, щоб переконатися, що він підтримується, ефективний і актуальний. Враховуйте перевірки якості тестового коду у своїх CI/CD pipeline.
• Підтримуйте актуальність тестів: Коли ви вносите зміни до свого коду, оновлюйте свої тести відповідно. Застарілі тести можуть призвести до хибнопозитивних результатів і зменшити цінність вашого набору тестів.
• Інтегруйте тести в CI/CD: Інтегруйте свої тести в свій Continuous Integration та Continuous Deployment (CI/CD) pipeline, щоб автоматизувати тестування та виявляти проблеми на ранній стадії циклу розробки. Це особливо корисно для глобальних команд розробників, де зміни коду можна вносити в кількох часових поясах і місцях.

Поширені помилки та усунення несправностей

Хоча інтеграція Jest і TypeScript зазвичай проста, ви можете зіткнутися з деякими поширеними проблемами. Ось кілька порад, які допоможуть вам усунути несправності:

• Помилки типу в тестах: Якщо ви бачите помилки типу у своїх тестах, уважно вивчіть повідомлення про помилки. Ці повідомлення часто вказують на конкретний рядок коду, де виникла проблема. Переконайтеся, що ваші типи правильно визначені та що ви передаєте правильні аргументи функціям.
• Неправильні шляхи імпорту: Переконайтеся, що ваші шляхи імпорту правильні, особливо якщо ви використовуєте псевдоніми модулів. Перевірте свій tsconfig.json і конфігурацію Jest.
• Проблеми з конфігурацією Jest: Уважно перегляньте свій файл jest.config.js, щоб переконатися, що він правильно налаштований. Зверніть увагу на параметри preset, transform і testMatch.
• Застарілі залежності: Переконайтеся, що всі ваші залежності (TypeScript, Jest, ts-jest і визначення типів) актуальні.
• Невідповідності середовища тестування: Якщо ви тестуєте код, який працює в певному середовищі (наприклад, у браузері), переконайтеся, що ваше тестове середовище Jest правильно налаштоване (наприклад, за допомогою jsdom).
• Проблеми з Mocking: Перевірте свою конфігурацію Mocking. Переконайтеся, що моки налаштовані правильно перед запуском тестів. Правильно використовуйте mockResolvedValue, mockRejectedValue та інші методи Mocking.
• Проблеми з асинхронними тестами: Під час тестування асинхронного коду переконайтеся, що ваші тести правильно обробляють проміси або використовують async/await.

Висновок

Інтеграція Jest з TypeScript для type-safe тестування є високоефективною стратегією для покращення якості коду, зменшення кількості помилок і прискорення процесу розробки. Дотримуючись найкращих практик і технік, викладених у цьому посібнику, ви можете створювати надійні та підтримувані тести, які сприяють загальній надійності ваших додатків. Не забувайте постійно вдосконалювати свій підхід до тестування та адаптувати його до конкретних потреб вашого проекту.

Впровадження type safety в тестуванні - це не лише виявлення помилок; це створення впевненості у вашій кодовій базі, сприяння співпраці у вашій глобальній команді та, зрештою, постачання кращого програмного забезпечення. Принципи TDD, у поєднанні з потужністю TypeScript і Jest, пропонують потужну основу для більш ефективного та дієвого життєвого циклу розробки програмного забезпечення. Це може призвести до швидшого виходу вашого продукту на ринок у будь-якому регіоні світу та полегшити підтримку вашого програмного забезпечення протягом усього терміну його служби.

Type-safe тестування слід вважати важливою частиною сучасної практики розробки програмного забезпечення для всіх міжнародних команд. Інвестиції в тестування - це інвестиції в якість і довговічність вашого продукту.