Co, dlaczego i jak w 2022 r.

Testowanie jednostkowe to powszechnie stosowana metoda weryfikacji oprogramowania, która pomaga programistom w lokalizowaniu błędów w kodzie. Dzięki temu, możliwe jest ich szybkie usunięcie, co przekłada się na dostarczenie użytkownikom końcowym produktu najwyższej jakości.

Stanowi ono kluczowy element w procesie tworzenia oprogramowania, mając bezpośredni wpływ na jakość generowanego kodu.

Testy jednostkowe analizują zachowanie kodu w odpowiedzi na różne zestawy danych wejściowych – zarówno te standardowe, jak i skrajne, a także te nieprawidłowe. Sprawdzają one również, czy kod realizuje założenia, zarówno te jawne, jak i te domyślne.

Jednakże, testowanie jednostkowe to złożona procedura, składająca się z wielu etapów. Przed udostępnieniem produktu klientowi, konieczne jest upewnienie się, że jest on wolny od błędów i działa zgodnie z jego oczekiwaniami.

Dlatego właśnie testy, które wykonuje się przed finalnym oddaniem projektu, są tak ważne – pozwalają na zapewnienie jakości i odzwierciedlają standard pracy. Jest to również umiejętność, którą warto rozwijać.

Zrozumienie czym jest testowanie jednostkowe i jakie niesie ze sobą korzyści, jest kluczowe zarówno dla organizacji jak i programistów.

Czym jest testowanie jednostkowe?

Testowanie jednostkowe jest istotną częścią procesu tworzenia oprogramowania, polegającą na testowaniu pojedynczych elementów aplikacji, co ułatwia identyfikację błędów. Głównym zadaniem testów jednostkowych jest sprawdzenie, czy każdy z elementów oprogramowania działa poprawnie i zgodnie z wymaganiami. Testowany element może przyjmować wiele danych wejściowych, ale generuje tylko jedno wyjście.

Podczas tworzenia programu, całość kodu jest dzielona na mniejsze, testowalne jednostki. Dzięki temu, testy jednostkowe sprawdzają każdą funkcję lub metodę zarówno w programowaniu obiektowym, jak i proceduralnym. Jest to szczególnie pomocne podczas przepisywania lub refaktoryzacji kodu.

Podsumowując, testowanie jednostkowe to metoda weryfikacji oprogramowania, w której „jednostka” oznacza pojedynczy komponent, który musi zostać przetestowany w celu oceny jakości kodu.

Istnieje wiele frameworków do testowania jednostkowego dla różnych języków programowania, takich jak C, C++, Python, C#, Java, czy JavaScript. Przykładowe frameworki to JEST, AVA, NUnit, unittest, JUnit, TestNG, Embunit, czy HtmlUnit.

Jakie są rodzaje testów jednostkowych?

W obszarze testowania oprogramowania istnieje wiele metod, a jedną z nich jest testowanie jednostkowe. Testowanie jednostkowe dzieli się na dwa podstawowe typy. Przeanalizujmy je kolejno:

Testowanie manualne: W manualnym podejściu, programista samodzielnie pisze kod testujący konkretny fragment programu. Komunikuje się bezpośrednio z interfejsami API lub oprogramowaniem, aby zidentyfikować ewentualne błędy. Jest to jednak czasochłonne i kosztowne, ponieważ wymaga zaangażowania osoby, która musi ręcznie przetestować poszczególne elementy oprogramowania. Dodatkowo, zwiększa to ryzyko wystąpienia błędów ludzkich, takich jak literówki czy pominięcie kroków.

Testowanie automatyczne: W tym przypadku, zadanie testowania wykonuje maszyna, na podstawie wcześniej przygotowanego skryptu testowego. Dzięki zautomatyzowanym testom jednostkowym, możliwe jest przetestowanie zarówno pojedynczych, jak i złożonych sekwencji, uzyskując zawsze ten sam wynik.

Testowanie automatyczne jest bardziej niezawodne i wydajne niż testowanie manualne. Dlatego większość organizacji decyduje się na zautomatyzowane podejście do testowania oprogramowania. Należy jednak pamiętać, że jakość testów zależy od poprawności wcześniej napisanego kodu testującego.

Testy automatyczne stanowią kluczowy element ciągłej integracji i dostarczania oprogramowania, umożliwiając efektywną kontrolę jakości za każdym razem, gdy do aplikacji dodawane są nowe funkcje.

Dlaczego testowanie jednostkowe jest ważne?

Głównym celem testów jednostkowych jest wyodrębnienie poszczególnych części programu, aby móc sprawdzić, czy każdy element oprogramowania działa prawidłowo. Dzięki izolacji, można precyzyjnie określić, czy kod zachowuje się zgodnie z oczekiwaniami.

Poniżej przedstawiono niektóre korzyści wynikające z testowania jednostkowego:

Poprawa jakości kodu

Testy jednostkowe bezpośrednio wpływają na poprawę jakości kodu. Pozwalają programistom na identyfikację defektów na wczesnym etapie procesu tworzenia oprogramowania. Uwidaczniają nawet najmniejsze przypadki brzegowe i pozwalają na tworzenie kodu z większą pewnością.

Proces pisania testów, wymaga innego spojrzenia na kod i analizowania go z różnych perspektyw. Może to skutkować nowymi, lepszymi pomysłami projektowymi. Działa to podobnie do procesu korekty, umożliwiając ulepszenie stylu kodu.

Większa elastyczność

Testy jednostkowe zwiększają elastyczność procesu tworzenia oprogramowania. Dodawanie nowych funkcjonalności do oprogramowania, często wiąże się ze zmianą już przetestowanego kodu, co może być czasochłonne i ryzykowne. Jednakże, posiadanie zestawu testów pozwala na bezpieczną refaktoryzację kodu.

Wczesne wykrywanie błędów

Wczesne wykrycie błędów, przed procesem integracji, jest korzystne i oszczędza czas. Ponieważ testy jednostkowe są pisane przez programistów, potencjalne problemy są identyfikowane na wczesnym etapie i mogą zostać rozwiązane, co przekłada się na oszczędność czasu i poprawę jakości kodu.

Właściwa dokumentacja

Programista, poprzez pisanie testów jednostkowych, lepiej rozumie interfejs testowanej jednostki. Dowiaduje się, jak wykorzystać programy testujące do weryfikacji poszczególnych części kodu. W ten sposób programista poznaje wszystkie funkcje kodu jednostki i ma pewność, że oprogramowanie działa zgodnie z założeniami.

Ograniczenie kosztów

Dzięki łatwości wykrywania błędów na wczesnym etapie rozwoju, testowanie jednostkowe pomaga obniżyć koszty. Znalezienie błędu na późniejszych etapach, np. podczas testów akceptacyjnych lub systemowych, jest bardziej kosztowne, gdyż wiąże się z koniecznością wprowadzenia zmian w większej części oprogramowania. Wczesne wykrywanie błędów pozwala nie tylko na ograniczenie kosztów, ale również oszczędza czas.

Jakie są różne techniki testowania jednostkowego?

Testowanie jednostkowe obejmuje wszystkie elementy programu, mając na celu zidentyfikowanie nieoczekiwanych błędów. W celu usprawnienia procesu, wykorzystywane są trzy główne techniki:

#1. Testowanie białoskrzynkowe

Testowanie białoskrzynkowe, znane również jako testowanie transparentne, polega na tym, że tester ma wiedzę na temat wewnętrznej struktury testowanego elementu. Testy dotyczą więc funkcjonalnych aspektów oprogramowania. Proces ten obejmuje: dane wejściowe, przetwarzanie, prawidłowe zaplanowanie testów oraz wygenerowanie raportu z wynikami.

#2. Testowanie czarnoskrzynkowe

Ten rodzaj testowania skupia się na weryfikacji interfejsu użytkownika oraz danych wejściowych i wyjściowych, czyli na sprawdzeniu scenariusza systemu.

Przykładowo, testy sprawdzają, czy użytkownik otrzymuje odpowiedni komunikat o błędzie w przypadku wprowadzenia nieprawidłowego hasła, albo czy może wprowadzić hasło w nieprawidłowym formacie.

#3. Testowanie szarej skrzynki

Testowanie szarej skrzynki, nazywane również testowaniem półprzezroczystym, stanowi połączenie testowania białoskrzynkowego i czarnoskrzynkowego. Tester posiada częściową wiedzę na temat wewnętrznej struktury oprogramowania. Obejmuje wiele rodzajów testów, w tym testy macierzy, testy wzorców, testy regresji i testy ortogonalne.

Jak napisać test jednostkowy?

Proces pisania testów jednostkowych jest zbliżony do pisania kodu, z pewnymi różnicami. Podczas gdy celem pisania programu jest rozwiązywanie problemów użytkowników, kod testu jednostkowego ma na celu rozwiązywanie problemów we własnym programie.

Można powiedzieć, że w przypadku testów jednostkowych programista staje się swoim własnym klientem. Musi on myśleć jak klient i przetestować każdą pojedynczą część kodu, aby upewnić się, że spełnia oczekiwania. Ponieważ programista jest twórcą kodu, łatwiej mu zidentyfikować miejsca, w których może wprowadzić zmiany, aby uzyskać lepszy wynik.

  • Na początku, należy zrozumieć wymagania każdego testowanego elementu i nadać mu odpowiednią nazwę.
  • Następnie, konieczne jest określenie parametrów testu, tak aby każdy test dawał oczekiwany wynik. Należy unikać hierarchii klas testowych, ale można wykorzystywać metody konfiguracyjne i zagnieżdżone klasy narzędziowe.
  • Należy również przestrzegać wzorca „aranżacja, działanie i asercja” podczas pisania testu.

Opisane kroki należy zastosować do każdej części programu. W ten sposób można napisać efektywny kod, który pomoże przetestować własny program. Należy skupić się na rozwiązywaniu problemów i dążyć do uzyskania jak najlepszego wyniku.

Jakie są ograniczenia testów jednostkowych?

Testowanie jednostkowe, mimo że jest istotną metodą testowania oprogramowania, może być czasochłonne, zwłaszcza przy większych i bardziej złożonych kodach.

Testy jednostkowe mogą nie wychwycić wszystkich błędów. Choć identyfikują błędy w funkcjonalności, mogą nie wykryć problemów z wydajnością, problemów systemowych czy błędów integracji. Testowanie jednostkowe jest najbardziej efektywne w połączeniu z innymi metodami testowania oprogramowania.

Głównym ograniczeniem jest to, że testy jednostkowe, podobnie jak inne rodzaje testów, nie mogą wykazać braku błędów, a jedynie ich obecność. Ważne jest, aby prowadzić rygorystyczne zapisy kodu testów jednostkowych, aby móc z nich korzystać w całym procesie testowania.

Dodatkowo, bez automatycznego testowania, niemożliwe jest przetestowanie wszystkich możliwych kombinacji danych wejściowych. W przypadku dużych programów, przetestowanie każdego zakątka kodu jest bardzo trudne.

Podsumowując, wady testów jednostkowych to:

  • Czasochłonność pisania przypadków testowych.
  • Trudności w pisaniu testów jednostkowych dla starszego kodu.
  • Konieczność utrzymywania testów.
  • Wyzwaniem jest testowanie interfejsu graficznego (GUI).
  • Możliwość pominięcia niektórych błędów w kodzie.

Testowanie jednostkowe a testowanie funkcjonalne: różnica

Testowanie jednostkowe i testowanie funkcjonalne są kluczowe w procesie testowania oprogramowania. Oba podejścia mają swoje zalety i znaczenie, ale różnią się między sobą. Podstawową różnicą jest to, że testowanie jednostkowe jest wykonywane przez samych programistów, natomiast testowanie funkcjonalne jest przeprowadzane przez testerów oprogramowania w ramach testowania systemu.

Przyjrzyjmy się ich kluczowym różnicom:

#1. Testy jednostkowe skupiają się na testowaniu poszczególnych jednostek kodu, izolując części oprogramowania, natomiast testy funkcjonalne weryfikują całą funkcjonalność programu, zgodnie z wymaganiami użytkownika.

#2. Kod testów jednostkowych jest stosunkowo łatwy do napisania i wykonania. Podlega technice białoskrzynkowej. Głównym celem testowania jest odizolowanie każdej jednostki lub modułu w kodzie w celu przetestowania każdej osoby.

Z kolei, pisanie testów funkcjonalnych jest bardziej złożone. Opiera się na technice testowania czarnej skrzynki. Głównym celem testów funkcjonalnych jest przetestowanie funkcjonalności całej aplikacji.

#3. Testy jednostkowe mogą obejmować przypadki brzegowe i różne gałęzie kodu. Jednakże, aby przetestować wszystkie elementy kodu, trzeba napisać dużą liczbę przypadków testowych.

W testach funkcjonalnych, liczba przypadków testowych nie musi być tak duża. Skupiają się na weryfikacji funkcjonalności aplikacji lub oprogramowania.

#4. Koszt utrzymania testów jednostkowych jest niski. Programista pisze kod w tym samym języku programowania co testowany program. Koszt zależy również od liczby linii kodu.

Natomiast koszt utrzymania testów funkcjonalnych jest wyższy. Tester nie musi znać języka programowania użytego do tworzenia programu, skupia się na testowaniu funkcjonalności i wymagań użytkowników końcowych.

#5. Każda zmiana kodu, taka jak dodanie nowych funkcji lub usunięcie niepotrzebnych dodatków, wymaga modyfikacji kodu testu jednostkowego. Testy jednostkowe są pisane przez programistów, w trakcie fazy rozwoju, w celu przetestowania ich kodu.

Kod testów funkcjonalnych jest pisany przez testerów, po fazie rozwoju. Testy są wykorzystywane do weryfikacji każdej funkcji aplikacji. Małe zmiany w oprogramowaniu nie mają dużego wpływu na funkcjonalność.

#6. Popularne narzędzia do pisania testów jednostkowych to: Mockito, TestNG, NUnit, czy JUnit. Natomiast, do pisania testów funkcjonalnych wykorzystuje się: SahiPro, UFT, czy Selenium.

Przykładowe narzędzia do testowania jednostkowego

  • NUnit: Jest to framework testowy dla platformy .NET, umożliwiający pisanie ręczne skryptów testowych za darmo. Obsługuje również testy oparte na danych.
  • JUnit: Jest to platforma open source do testów jednostkowych, która pomaga programistom Java w pisaniu i wykonywaniu powtarzalnych testów. Działa podobnie jak NUnit.
  • TestNG: Jest to framework testowy, inspirowany NUnit i JUnit. Posiada dodatkowe funkcjonalności i obsługuje testowanie oparte na danych i testowanie parametryczne.
  • Jtest: Narzędzie firmy Parasoft, wykorzystywane do testowania aplikacji Java. Obsługuje statyczną analizę kodu i pomaga zapewnić bezbłędne kodowanie w całym procesie tworzenia oprogramowania.
  • EMMA: Jest to zestaw narzędzi do pomiaru i analizy pokrycia kodu Java. Wspiera tworzenie dużych projektów oprogramowania, umożliwiając szybką obsługę poszczególnych elementów.
  • PHPUnit: Narzędzie do testowania kodu PHP, które umożliwia testowanie pojedynczych elementów kodu. Zawiera proste asercje, które ułatwiają testowanie kodu.
  • unittest: Wbudowany framework do testowania kodu Python. Umożliwia łatwe i bezproblemowe przeprowadzanie testów.
  • QUnit: Platforma testowa, która może być wykorzystywana z interfejsem. Jest preferowana przez programistów JQuery Mobile, JQuery UI i JQuery.
  • Lalkarz: Narzędzie do wykonywania testów, stworzone przez zespół Google, zapewniające bezgłowe API chrome dla aplikacji NodeJS.
  • Embunit: Najczęściej wykorzystywany framework do testowania kodów C i C++. Jest dostępny za darmo i łatwy w użyciu.

Podsumowanie

Podczas pisania rozbudowanych i złożonych programów, moduły testów jednostkowych są niezbędne do weryfikacji najmniejszych testowalnych jednostek aplikacji. Programista pisze i uruchamia testy jednostkowe podczas procesu rozwoju oprogramowania, aby łatwo wyłapywać ewentualne błędy.

Testy jednostkowe zapewniają, że zmiana kodu nie spowoduje awarii aplikacji, a wręcz przeciwnie, pozytywnie wpłynie na jakość oprogramowania. W efekcie, dzięki dobrze napisanym testom jednostkowym, możliwe jest dostarczenie użytkownikom końcowym lub klientowi doskonałej aplikacji, która spełni ich oczekiwania.

Warto również zapoznać się z innymi rodzajami testowania aplikacji.