1、什么是单元测试

单元测试又称为模块测试，是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的、很明确的功能是否正确。

1、单元测试的本质

1. 是一种验证行为

   单元测试在开发前期检验了代码逻辑的正确性，开发后期，无论是修改代码内部抑或重构，测试的结果为这一切提供了可量化的保障。

2. 是一种设计行为

   为了可进行单元测试，尤其是先写单元测试(TDD)，我们将从调用者思考，从接口上思考，我们必须把程序单元设计成接口功能划分清晰的，易于测试的，且与外部模块耦合性尽可能小。

3. 是一种快速回归的方式

   在原代码基础上开发及修改功能时，单元测试是一种快捷，可靠的回归。

4. 是程序优良的文档

   从效果上而言，单元测试就像是能执行的文档，说明了在你用各种条件调用代码时，你所能期望这段代码完成的功能。

2、在什么时候我们需要单元测试

1. 当发现自己改了代码之后，经常需要手动验证的时候
2. 改了代码之后, 怕影响其他地方的bug
3. 多人合作项目，可能交给其他人不放心别人改你的代码的时候

以上都可以通过写测试案例，进行自动化测试，从而减少bug。

3、单元测试的目的

1. 保证代码的质量

   代码可以通过编译器检查语法的正确性，却不能保证代码逻辑是正确的，尤其包含了许多单元分支的情况下，单元测试可以保证代码的行为和结果与我们的预期和需求一致。在测试某段代码的行为是否和你的期望一致时，你需要确认，在任何情况下，这段代码是否都和你的期望一致，譬如参数可能为空，可能的异步操作等。

2. 保证代码的可维护性

   保证原有单元测试正确的情况下，无论如何修改单元内部代码，测试的结果应该是正确的，且修改后不会影响到其他的模块。

3. 保证代码的可扩展性

   为了保证可行的可持续的单元测试，程序单元应该是低耦合的，否则，单元测试将难以进行。

2、单元测试的两种设计思想

1、 测试驱动开发 Test Driven Development(TDD)

先写测试程序，然后编码实现其功能。

测试驱动开发是戴两顶帽子思考的开发方式：先戴上实现功能的帽子，在测试的辅助下，快速实现其功能；再戴上重构的帽子，在测试的保护下，通过去除冗余的代码，提高代码质量。

2、 行为驱动开发 Behavior Driven Development(BDD)

它通过用自然语言书写非程序员可读的测试用例扩展了 测试驱动开发方法(TDD)。这让开发者得以把精力集中在代码应该怎么写，而不是技术细节上，而且也最大程度的减少了将代码编写者的技术语言与商业客户、用户、利益相关者、项目管理者等的领域语言之间来回翻译的代价。

例如现在比较流行的框架kiwi就是行为驱动开发。下文会简单展示kiwi的使用和设计思想。

3、使用Xcode编写第一个测试案例。

demo下载

1、 创建单元测试Target

image
如上图所视,在创建项目的时候就可以选择是否添加单元测试。如果创建项目的时候没有添加，也可以通过
file - new - target - Test - Unit Testing bundle 来创建

2、 单元测试类介绍

image

如上图所示，其实Xcode已经说的很清楚了。

• setUp 用于做一些初始化代码
• TearDown 用于对象的销毁
• 所有测试类都必须继承XCTestCase
• 测试方法必须以testXXX开头，Xcode会自动识别出所有的测试方法
• 在一个类中测试方法的调用顺序是按照方法的顺序来调用的

调用

• 执行所有测试方法：command + u
• 只执行某个测试方法：点击方法前的菱形（目前是对号/错号）
• 执行某个类的所有测试方法：点击类前的菱形（目前是对号/错号）

3、写案例测试

我们在viewController里面添加一个方法计算工资税。如图所示

image

我们想验证这个方法是否计算正确，便可以创建测试来测试。如下图所示

image

点每一个方法的左边的菱形图标就会单独测试。如果点类名旁边的菱形图标便会全类测试，执行方法按顺序执行。

如上图所示，第二第三个方法验证通过，第一个并没有通过。是我们通过XCTAssert为我们提供的系统断言 XSTAsserTrue 进行的判断，那么除了 XSTAsserTrue
还有那些可以用于判断的呢。下面简单介绍常用的

4、常用断言

- (void)testExample {
    NSLog(@"--- 失败之前的输出");
    XCTFail(@"无论怎么样都是报错");
    NSLog(@"--- 失败之后的输出");
}

- (void)testNil {
//    XCTAssertNil(expression, ...)
//    expression为空时通过，否则测试失败。
//    expression接受id类型的参数。
    
//    XCTAssertNotNil(expression, ...)
//    expression不为空时通过，否则测试失败。
    
    NSString *name = @"小明";
//    XCTAssertNil(name, @"报错信息输出");
//    XCTAssertNotNil(name, @"viewcontroller 是 nil ");
}

- (void)testTrue {
//    XCTAssert(expression, ...)
//    expression为true时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。

//    XCTAssertTrue(expression, ...)
//    expression为true时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。
    
//    XCTAssertFalse(expression, ...)
//    expression为false时通过，否则测试失败。
//    expression接受boolean类型的参数。
    
    NSInteger number = 10;
//    XCTAssert(number == 10, @"报错信息输出");
//    XCTAssertTrue(number == 10, @"报错信息输出");
    XCTAssertFalse(number != 10, @"报错信息输出");
}

- (void)testEqual {
//    XCTAssertEqualObjects(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1地址相同时通过，否则测试失败。
//    expression接受id类型的参数。
//
//    XCTAssertNotEqualObjects(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1地址不相同时通过，否则测试失败。
//    expression接受id类型的参数。
//
//    XCTAssertEqual(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1相等时通过，否则测试失败。
//    expression接受基本类型的参数（数值、结构体之类的）。
//
//    XCTAssertNotEqual(expression1, expression2, ...)
//    expression1和expression1不相等时通过，否则测试失败。
//    expression接受基本类型的参数。
 
//    NSString *name = @"小明";
//    NSString *name2 = name;
//    NSString *name3 = @"小红";
//
//    XCTAssertEqualObjects(name, name2, @"name1 不等于 name 2");
//    XCTAssertEqualObjects(name, @"小明", @"name1 不等于 小明");
//    XCTAssertEqualObjects(name, name3, @"name1 不等于 name3");
    
    NSInteger number1 = 10;
    NSInteger number2 = 12;
    
//    XCTAssertEqual(number1, number2, @"number1 不等于 number 2");
    XCTAssertNotEqual(number1, number2, @"number1 等于 number 2");
}

点击可查阅更多断言

5、异步测试

XCTestExpectation 是系统为我们提供的异步测试的API，可以帮助我们测试接口，响应速度等。

image
如图 我们创建分线程来计算工资税

测试方法,如下图

1. 创建XCTestExpectation对象
2. 设置等待时间
   [self waitForExpectations:@[exp] timeout:0.5];
3. 在计算完成时调用 fulfill。
   如果在规定时间内没有调用就算超时会报错。

image

然后测试他执行100万次，需要时间是否大于0.5秒。
显然不可以。（实测 1 秒多）

6、耦合测试

在现实项目中我们需要测试的案例肯定比以上所列举内容要复杂。例如下举例说明：如图我们有一个计算 班级有多少人英语成绩达到优秀的算法。

image

这个方法又是依赖与另一个工具类如下。

image

如果我们直接测试 优秀英语学生数量的方法，是不行的。因为我们创建的测试对象 他并没有为 tool 初始化。如图所示：

image

那我们怎么解决这个问题呢。这个时候我们就需要 mock 和 stub 。简单理解

• Mock 泛指模拟的类
• Stub 泛指模拟类的方法

那我们直接使用XCTest Mock 不就好了吗，结果是失望的，他并没有为我们提供Mock功能。 所以就需要我们去选择一些适合的第三方。

下文会举案例介绍，并提供demo。

4、单元测试框架选择

1、行为驱动开发(BDD) 和 Kiwi框架 介绍

demo下载

Kiwi 如 BDD所说做到了 通过用自然语言书写非程序员可读的测试用例
例: 如图我们有一个Student类，并需要测试。

image

使用kiwi测试代码如下

image

内容很容易理解，就和在讲故事一样。

1. 在所有开始之前我们需要一个stu对象
2. 在所有之后我们需要销毁测试对象
3. 这个学生对象应该有名字
4. 这个学生对象应该有所有科目有分数
5. 他应该有总分，并且计算正确

这样一个流程，就是一个完成的测试流程。在测试过程中如果哪个环节出错了，一目了然。

2、测试驱动开发(TDD) XCTest+OCMock

demo下载

测试驱动思想在第一章已经介绍过了，在这里就直接说案例了。

因为XCTest与Xcode深度集成，这也是很多人选择TDD，避免第三方的集成。在有需要的情况下在集成OCMock。

在第三章第六节预留了一个问题。使用Mock和Stub解决测试 优秀英语学生数量的方法的问题。如下图当我们集成过OCMock之后

image

和之前对比，我们做的操作基本可以列成三部

1. Mock一个Student对象
2. Mock一个StudentTool对象，并验证
3. 帮Mock的StudentTool置换给Student的tool并验证

这样我们便可以完成优秀英语学生数量方法的测试。

由上我们可以看出一个问题，有依赖的方法是不方便与测试的。所以说单元测试也是一种设计行为，为了可以让代码得到优质的测试环境，我们就会去写一个优质，低耦合，逻辑清晰的代码。这也是TDD的意义所在。

3、方案对比

由上文所说，似乎各有优点，使用类似Kiwi框架的BDD一个是以讲故事的形式来写测试用例。使用XCTest + OCMock的TDD可以让程序员写出更好的代码。那么他们是否有自的缺点呢。如下图所示:

image
显而易见，TDD 更占优势。在我们不集成第三方的情况XCTest也能供我们编写测试案例。
并且当你尝试去写Kiwi的时候，你会发现Kiwi在未完全执行所有测试用例时，是无法看到单个测试方法的，更无法执行单个测试。Kiwi的最小测试单位为一个测试用例类，而XCTest的最小测试单位为测试用例类的一个测试方法。

那么既然XCTest+OCMock这么好，别的第三方在写测试用例的时候也都是这么选择的吗 ？ 如图

image

总结我认为 XCTest+OCMock是更好的选择。

---

参考文献：

XCTest apple 文档

单元测试入门和配置

iOS单元测试初探以及OCMock使用入门

单元测试和OCMock

kiwi 实践

Kiwi 进阶

单元测试实战经验

单元测试框架选型

更新中···
武汉加油，中国加油。