PDF de programación - Pruebas de unidad: JUnit - Tecnología de la Programación

Tecnología de la Programación

Pruebas de unidad: JUnit

David Cabrero Souto

Facultad de Informática
Universidade da Coruña

Curso 2007/2008

Pruebas de unidad

Se validan los componentes (módulos) del sistema por
separado
Típicamente es un proceso de caja blanca
P.e. En OO se realizan pruebas a nivel de clase
Existen diversas herramientas para automatizar la ejecución
de las pruebas.

P.e.: En Java: JUnit
Facilitan la integración en el proceso de desarrollo: escribir
pruebas, codificar rutina, . . . compilar, ejecutar pruebas

Prueba de unidad

Pieza de código que pone a prueba la funcionalidad de un área
del código pequeña y específica.

Habitualmente, en OO, una prueba de unidad comprueba la
ejecución de un método en un contexto determinado.
P.e.: método list.add en una lista ordenada. Añadimos un
elemento y comprobamos que la lista sigue ordenada.
Cada módulo se prueba de forma aislada.
Real testing checks results.
Escrita y ejecutada por el programador.
También documenta la intención del código.

Ventajas de las herramientas *Unit

Ventajas de automático vs. manual
La ejecución no para en el primer fallo
Posibilidad de grupos de pruebas (testsuites)
Obtención de informes
Integración con otras herramientas de automatización de
tareas (p.e.: ant)

Anatomía de una prueba de unidad

Es una pieza de código que comprueba la ejecución de otra
pieza de código.
Las comprobaciones se realizan en base a aserciones.

Una aserción es una instrucción que comprueba que una
condición es verdadera.
Por ejemplo:
int a = 2;
...
...
assertTrue(a == 2);
...
Si la condición no es cierta, la aserción falla.

Ejemplo (i)

Método que calcula el número más grande de una lista.

public static int calcularMayor(int[] lista)
¿ Qué pruebas escribirías ?

Ejemplo (ii)

El resultado es independiente de su posición en la lista.

[7, 8, 9] → 9
[9, 8, 2] → 9
[7, 9, 1] → 9

¿ Qué pasa ocurre si está duplicado ?

[9, 8, 9, 1, 5] → 9

¿ Qué ocurre si hay uno o cero elementos ?

[4] → 4
[ ] →?

¿ Qué ocurre si son números negativos ?

[−7,−8,−9] → −7

Ejemplo (iii)

public class Ejemplo {

/**
* Devuelve el número más grande de una lista.
*
* @param lista Una lista de enteros
* @return El número más grande de la lista dada
*/
public static int calcularMayor(int[] lista) {

int index, max=Integer.MAX_VALUE;
for (index=0; index < lista.length-1; index++) {

if (lista[index] > max) {

max = lista[index];

}

}
return max;

}

Ejemplo (iv)

El código de las pruebas (JUNIT).

import junit.framework.*;

public class TestMayor extends TestCase {

public TestMayor(String name) {

super(name);

}

public void testOrden() {

assertEquals(9,

Ejemplo.calcularMayor(new int[] {8,9,7}));

}

}

Ejemplo (v)

Demo

java junit.swingui.TestRunner

java junit.textui.TestRunner TestMayor

Ejemplo (vi)

¿ Qué hacemos con la lista vacia ? Lanzar una excepción
...
public static int calcularMayor(int[] lista) {

int index, ...
if (list.length == 0) {

throw new RuntimeException("calcularMayor: Lista vacía");

...
Añadimos una nueva prueba:
public void testVacia() {

try {

Ejemplo.calcularMayor(new init[] {});
fail("Should have throw an exception");

} catch (RuntimeException e) {

assertTrue(true);

}

}

Introducción a JUnit

Herramienta para automatizar las pruebas de unidad en Java.
Basado en el uso deaserciones (assert) para caracterizar los
resultados de la prueba.
Las pruebas se codifican a nivel de objeto.
Desarrollado por Kent Beck y Erich Gamma.
Diversas interfaces de usuario:

CLI propio del framework de JUnit
GUI (swing) propio del framework de JUnit
Integrado en diversos entornos de desarrollo (p.e. eclipse)
Herramientas de automatización de tareas (p.e. ant)

Codificación de pruebas en JUnit

Pasos básicos de una prueba

1 Establecer las condiciones necesarias para la prueba

(reservar recursos, crear objetos, . . . )

2 Llamar al método que se está validando
3 Comprobar el resultado
4 Limpiar (objetos, recursos, . . . )

Los resultados se comprueban mediante aserciones

assertXXX([String mensaje], esperado,

obtenido)

Las pruebas se codifican en una subclase de

junit.framework.TestCase

Aserciones en JUnit

Método
fail(msg)
assertTrue(msg, b)
assertFalse(msg, b)
assertEquals(msg, v1, v2)
assertEquals(msg, v1, v2, e)
assertNull(msg, obj)
assertNonNull(msg, obj)
assertSame(msg, o1, o2)
asserNotSame(msg, o1, o2)

Comprueba que
Nada. Falla siempre
b es cierto
b es falso
v1 = v2
| v1 - v2 | ≤ e
obj es null
obj no es null
o1 y o2 son el mismo objeto
o1 y o2 no son el mismo objeto

N.B.: No confundir con assert boolean (a partir de java 1.4)

JUnit TestCase

Un TestCase es un cjto. de pruebas sobre la misma unidad
Cada método void testXXX() implementa una prueba

import junit.framework.*;
public class TestEjemplo extends TestCase {

public TestEjemplo(String nombre) {

super(nombre);

}

public void testSuma() {

assertEquals(2, 1+1);

}

public void testSumas() {

assertEquals(2, 1+1);
assertEquals(4, 2+2);
assertEquals(-8, -12+4);

}

}

Ejecutar un test

Desde el framework

java junit.swingui.TestRunner

java junit.textui.TestRunner TestEjemplo

Desde la propia clase TestCase

public static void main(String args[]) {

String[] testCaseNames = {TestEjemplo.class.getName()};
junit.swingui.TestRunner.main(testCaseNames);

}

Setup y Tear-down

La ejecución de cada prueba es independiente.
Podemos necesitar:

Crear el entorno de ejecución
Deshacer los cambios

protected void setUp() { }
protected void tearDown() { }

Test Suites

Composición de varias pruebas

public static Test suite() {

TestSuite suite = new TestSuite();
suite.addTest(new TestEjemplo("testSuma"));
suite.addTest(new TestEjemplo("testSumas"));
return suite;

public static Test suite() {

TestSuite suite = new TestSuite();
suite.addTestSuite(TestNuevoEjemplo.class);
suite.addTest(TestEjemplo.suite());
return suite;

Aserciones a medida (i)

Si programamos aserciones para tipos de datos específicos
de nuestra aplicación, debemos evitar el copy-paste. P.e.:

public class ProyectTest extends TestCase {

/**
* Assert that the amount of money is an even
* number of dollars (no cents)
*
* @param message Text message to display if the
assertion fails
*
* @param amount Money object to test
*/
public void assertEvenDollars(String message,
Money amount) {

assertEquals(message,

amount.asDouble() -(int)amount.asDouble(),
0.0,
0.001);

}

Aserciones a medida (ii)

/**
* Assert that the amount of money is an even
* number of dollars (no cents)
*
* @param amount Money object to test
*/
public void assertEvenDollars(Money amount) {

assertEvenDollars("", amount);

}

}

public class TestSomething extends ProjectTest {

...

}

The Right-BICEP: Qué pruebas escribir

Right. ¿ Los resultados son correctos ?
B (Boundary). Condiciones en los límites
I (Inverse). Relaciones inversas
C (Cross-check). Comprobar resultados de varias formas
E (Error conditions). Forzar errores
P (Performance). Se mantiene el rendimiento en los límites
esperados

Datos de las pruebas (i)

Leer datos de ficheros, BB.DD., . . . P.e.:
# Test básico
9
9
9
# Test con números negativos
-7
-7
-7
# Mezcla
7
9
# Condiciones límite
1
0
2147483647
-2147483648

-9 -7 -8 7 6 4
-1 0 9 -7 4

2147483647
-2147483648

7 8 9
9 8 7
9 8 9

-7 -8 -9
-8 -7 -8
-9 -7 -8

1
0

Datos de las pruebas (ii)

String line;
BufferedReader rdr = new BufferedReader(

new FileReader("testdata.txt"));

while((line = rdr.readLine) != null) {

if (line.starsWith("#")) { // Ignore comments

cotinue;

}
StringTokenizer st = new StringTrokenizer(line);
if (!st.hasMoreTokens()) { // Blank line

continue;

}
// Get the expected value
String val = st.nextToken();
int expected = Integer.valueOf(val).intValue();

Datos de las pruebas (iii)

// And the arguments to Largest
ArrayList arg_list = new ArrayList();
while(st.hadMoreTokens()) {

arg_list.add(Integer.valueOf(st.nextToken()));

}
// Transfer object list into native array
int[] args = new int[argument_list.size()];
for(int i=0; i<arg_list.size(); i++) {

args[i] = ((Integer)arg_list.get(i)).intValue();

}
// And run the assert
assertEquals(expected,

Ejemplo.calcularMayor(args));

Datos en los límites

Valores totalmente inconsistentes
filename: “!*W#·& %¡HJYYa>/&Rb”
Datos mal formateados
email: “fred@udc.”
Valores vacios o inexistentes
0, 0.0, “”, null
Valores ilógicos
edad: 10.000 años
Valores duplicados en listas sin duplicados
Listas ordenadas que no lo están y viceversa
Cosas en el orden no esperado
P.e.: print antes de login

Usar las relaciones inversas

Por ejemplo: operadores inversos

public void testSquareRoot() {

double x = mySquareRoot(4.0);
assertEquals(4.0, x * x, 0.0001);

}
Otro ejemplo: insertar en B.D. y recuperar
Peligro: repetir el mismo bug en ambas operaciones

Cross-check

Usar diversas formas de realizar la operación
P.e.: existen dos implementaciones de un algoritmo, la menos
eficiente se sabe que es correcta

public void testSquareRoot() {

double n = 3880900.0;
double root1 = mySquareRoot(n);
double root2 = Math.sqrt(n);
assertEquals(root1, root2, 0.0001);

}

Forzar errores

Errores del entorno de ejecución

Quedarse sin memoria
Quedarse sin espacio en disco
Hora del sistema erronea
Errores y caidas de la red
Carga del sistema
Paleta de color limitada, escasa resolución gráfica o exceso de
resolución

Cuestiones de rendimiento

Examinar la evolución del rendimiento

Timer timer = new Timer();
...
timer.start();
someOperation(smallList);
timer.end();
assertTrue(time.elapsedTime() < 1.0);

timer.start();
someOperation(mediumList);
timer.end();
assertTrue(time.elapsedTime() < 2.0);

timer.start();
someOperation(bigList);
timer.end();
assertTrue(time.elapsedTime() < 3.0);

Mock Objects (i)

Las pruebas deben ser independientes. Pero algunas
operaciones interactúan con otras partes del sistema . . .
En el cine usan dobles, nosotros usamos mock objects:
Sustituto de un objeto real, empleado en tareas de
depuración

Los Mock Objects son útiles cuando el objeto real:

tiene un comp