Python学习笔记28:进阶篇(十七)常见标准库使用之质量控制中的代码质量与风格第二部分

前言

本文是根据python官方教程中标准库模块的介绍,自己查询资料并整理,编写代码示例做出的学习笔记。

根据模块知识,一次讲解单个或者多个模块的内容。

教程链接:https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/index.html

质量控制

质量控制(Quality Control, QC),主要关注于提高代码质量、确保数据准确性和程序稳定性。

代码质量与风格

在软件开发中,代码质量与风格是维护项目长期健康发展的基石。
遵循良好的编程规范不仅能够提升代码的可读性和可维护性,还能促进团队成员之间的有效协作。

关于代码质量与风格的三部分,之前已经记录完了两部分,这里最后讲下单元测试的部分。

单元测试

单元测试是软件开发中的一种测试方法,主要用于验证代码的最小可测试单元(通常是函数或方法)是否按预期工作。在Python中,单元测试是保证代码质量、促进可持续开发的重要实践。

unittest

unittest是Python标准库中的单元测试框架,提供了编写测试用例、组织测试、运行测试和断言等基本功能。支持测试自动化和报告生成,是进行单元测试的首选工具之一

基本用法:

  • 编写测试用例: 通过继承unittest.TestCase类并定义测试方法(方法名以test_开头)。
  • 断言: 使用如assertEqual, assertTrue, assertFalse等方法来验证预期结果与实际结果是否相符。
  • 测试套件与运行: 可以将多个测试用例组织成测试套件(unittest.TestSuite),并通过unittest.main()或直接调unittest.TextTestRunner().run(suite)来执行测试。

优点

  • 标准库的一部分:无需安装额外包,开箱即用。
  • 丰富的断言方法:提供了多种断言方法来验证测试结果,如 assertEqual, assertTrue, assertRaises 等。
  • 测试组织结构:支持将测试用例组织成类和模块,便于管理和维护。
  • 测试固件:通过 setUp 和 tearDown 方法可以在每个测试前后执行初始化和清理操作,保持测试环境的一致性。
  • 测试套件:可以将多个测试用例组合成测试套件,一次性执行。
  • 文本和HTML报告:自动生成测试执行的文本或HTML报告,方便查看测试结果。
常用类及函数

TestCase 类

用途:unittest.TestCase 是 Python 标准库 unittest 框架中的基础类,所有自定义测试用例应继承于此。它提供了编写和组织测试的基本结构。

  • setUp():
    • 功能:在每个测试方法(test_XXX)运行之前被自动调用。
    • 用途:用于设置测试环境,如初始化对象、连接数据库等,确保每个测试用例开始时处于一个已知的状态。
  • tearDown():
    • 功能:在每个测试方法运行之后被自动调用。
    • 用途:用于清理测试过程中产生的副作用,如关闭文件、断开数据库连接等,以确保测试之间相互独立,不影响彼此的结果。

断言方法

  • assertEqual(a, b):
    • 功能:验证 a 和 b 是否相等,如果不等则测试失败。
  • assertTrue(x):
    • 功能:验证表达式 x 是否为 True,如果为 False 则测试失败。
  • assertFalse(x):
    • 功能:验证表达式 x 是否为 False,如果为 True 则测试失败。
  • assertRaises(exception, callable, *args, kwargs):
    • 功能:验证调用 callable(*args, **kwargs) 是否会抛出指定类型的 exception。如果未抛出异常或抛出的异常类型不匹配,则测试失败。

TestSuite 类

用途:用于组织和集合多个测试用例(TestCase实例)或测试类,使得可以一次性运行多个测试,便于管理和自动化测试流程。

TextTestRunner 类

用途:负责执行测试套件(TestSuite),并生成易于阅读的文本格式的测试结果报告。它是测试执行的驱动器,通常用于控制测试的运行,并将测试结果输出到控制台或其他文本流。

  • run(test):运行给定的测试用例或测试套件,并返回一个包含测试结果的 TestResult 对象。

通过组合 TestCase、setUp、tearDown、断言方法、TestSuite 以及 TextTestRunner,可以构建强大的自动化测试框架,有效提升软件的质量保证能力。

代码示例
import unittest# 假设有一个 Calculator 类
class Calculator:def add(self, a, b):return a + b# 测试类,继承自 unittest.TestCase
class ExampleTest(unittest.TestCase):# 初始化测试环境def setUp(self):self.calc = Calculator()# 清理测试环境def tearDown(self):del self.calc# 测试加法功能def test_add(self):result = self.calc.add(10, 5)self.assertEqual(result, 15, "加法计算错误,预期结果为15")# 测试加法功能,预期失败的例子def test_add_failure_example(self):result = self.calc.add(10, 5)self.assertEqual(result, 20, "此测试预期失败,因为预期结果设置错误")if __name__ == '__main__':# 创建测试套件suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(ExampleTest)# 使用 TextTestRunner 运行测试runner = unittest.TextTestRunner(verbosity=2)runner.run(suite)

大家看代码,这是比较简单的一个测试用例的例子。测试了一个加法的函数,分别用两个断言,一个是正确答案一个是错误答案,然后是用测试套件将两个测试方法一起执行返回结果。

重点在创建测试套件的那行代码,那行代码做了什么呢?

  1. 创建一个TestLoader对象,该对象负责加载测试用例。
  2. 使用loadTestsFromTestCase方法将ExampleTest测试用例加载到测试套件中。
  3. 将加载的测试用例返回给suite变量。
    简单点说,就是unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase()这个函数,会自动找到ExampleTest这个类里面所有test开头的函数作为测试用例返回给变量suite,这个变量的值,实际是一个测试套件。
    最后就是执行测试套件跑测试用例就好了。

执行结果如下:
在这里插入图片描述
通过执行结果很清楚的能看到,执行了两个测试用例,最终失败了一个并打印了开始设定的提示语。

在这里插入图片描述
在这张图片所代表的代码中,我们将估计设定失败的测试用例的函数名去掉了test,同样执行测试套件,发现执行了一个测试用例,同时是成功的,也就是第一个测试用例。

结尾

代码质量和风格就先学到这里,后面学习数据质量,包括数据清洗,验证,检测等。

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