用Ruby实现一个单元测试框架的教程

在去年的YOW Melbourne开发者大会上，我参加了一些研习班。这些研习班由@coreyhaines和 @rains负责，因此TDD（测试驱动开发）成为了主要讨论的内容。通常这不是一个问题，但是令人沮丧的是（考虑到这是2010年举办的开发者大会），那时上网还不是很方便，我刚装上linux的笔记本无法下载Rspec。幸运的是几周前，我决定自己写一个单元测试框架（因为我有这个能力:)），接着我就有了一个可用的测试框架，问题解决了。但是，这让我想到一个问题，最少可以用多少代码写成一个可用的单元测试框架？

一个最小可用的单元测试

刚开始写一个单元测试框架的时候代码是很少的，但当我想给它加入一些特性时就变得没有那么精炼了:) 幸运的是重写是很容易的。我们真正需要做的是执行下面的代码：
 

describe "some test" do
 it "should be true" do
  true.should == true
 end
 
 it "should show that an expression can be true" do
  (5 == 5).should == true
 end
 
 it "should be failing deliberately" do
  5.should == 6
 end
end

正如你看到的，它很像是一个基本的Rspec测试。让我们写一些代码来执行它。

译注：RSpec 工具是一个 Ruby 软件包，可以用它构建有关您的软件的规范。该规范实际上是一个描述系统行为的测试。

构建一个简单的框架

首先要做的是使用“describe”来定义一个新的测试。既然我们想要把”describe” block放在任何地方（例如，文件本身），我们需要对Ruby做一点扩展。“puts”函数在Kernel block中，因此可以在任何地方使用（因为Object类包含了Kernel并且Ruby中的每个对象都继承自Object类），同样的我们会把describe放到Kernel block中以赋予同样的能力）：
 

module Kernel
 def describe(description, &block)
  tests = Dsl.new.parse(description, block)
  tests.execute
 end
end

译注：Ruby block：Ruby语言的block功能类似回调函数。

正如你看到的，”describe”接收一个用来描述测试的字符串和包含了测试代码的block。在这里，我们将测试的代码和”describe”分开讲解（例如，”it” block）。因此我们创建了Dsl类，用它的parse函数处理待测试的block，结果会产生一个可以执行我们所有测试的对象，但是不要高兴得太早。Dsl类看上去是这样的：

class Dsl
 def initialize
  @tests = {}
 end
 def parse(description, block)
  self.instance_eval(&block)
  Executor.new(description, @tests)
 end
 def it(description, &block)
  @tests[description] = block
 end
end

这里要做的是在Dsl对象的上下文里对block求值：
 

self.instance_eval(&block)

我们的Dsl对象有一个”it”函数，同样也接收一个描述和一个block，这里和describe block包含的内容完全一致，一切都运行得很好（例如，我们基本上会在几个函数调用时使用”it”函数，每次都传入一个描述和一个block）。我们还可以在Dsl对象中定义其他的函数，并且这些函数会成为允许在”describe” block中使用的“语言”的一部分）。

在describe block中，”it”函数会为每个”it” block调用一次。每次调用时，会把输入的block以测试描述作为键值存储在哈希表中。完成这些以后，我们只要创建一个Executor对象，可以对我们所有的测试block进行迭代，调用它们并产生执行结果。Executor代码如下：
 

class Executor
 def initialize(description, tests)
  @description = description
  @tests = tests
  @success_count = 0
  @failure_count = 0
 end
 def execute
  puts "#{@description}"
  @tests.each_pair do |name, block|
   print " - #{name}"
   result = self.instance_eval(&block)
   result " SUCCESS" : " FAILURE"
  end
  summary
 end
 def summary
  puts "\n#{@tests.keys.size} tests, #{@success_count} success, #{@failure_count} failure"
 end
end

我们的executor代码非常简单。输出”describe” block的描述，然后遍历所有存储的”it” block并且在executor对象中执行它们。这么处理没有什么特别原因，但这意味着executor对象同样也可以包含其他函数，并且可以在”it” block中作为一种“语言”来使用（比如，我们dsl的一部分可以定义为executor的一个函数）。譬如，我们可以在executor上定义下列函数：
 

def should_be_five(x)
 5 == x
end

这个函数同样可以在”it” block内部使用，但对于我们这个简单的测试没有这个必要。

所以，”it” block会计算并存储结果，通常结果只是”it” block最后一个语句的返回值（按照常规的Ruby）。这里，我们希望确保最后一个语句总是返回一个布尔值（标明测试通过或失败），通过它我们可以输出一些有意义提示。

我们还差最后一步，”should”函数代码如下：
 

true.should == true
5.should == 5

每个对象都应当提供自己”should”函数，代码如下：
 

class Object
 def should
  self
 end
end

这个函数并没有真正做什么工作（仅仅是返回对象本身）；它仅仅是一个让测试读起来更好的语法。

在这个阶段，我们只是将测试计算的结构转换成一个字符串，表明测试结果通过或失败并输出。在这个过程中，我们会统计通过或失败的测试数量，所以可以在最后给出一个总结报告。这就是我们所需要的所有的代码，如果我们将他们放到一起，就是下面的44行代码：

module Kernel
 def describe(description, &block)
  tests = Dsl.new.parse(description, block)
  tests.execute
 end
end
class Object
 def should
  self
 end
end
class Dsl
 def initialize
  @tests = {}
 end
 def parse(description, block)
  self.instance_eval(&block)
  Executor.new(description, @tests)
 end
 def it(description, &block)
  @tests[description] = block
 end
end
class Executor
 def initialize(description, tests)
  @description = description
  @tests = tests
  @success_count = 0
  @failure_count = 0
 end
 def execute
  puts "#{@description}"
  @tests.each_pair do |name, block|
   print " - #{name}"
   result = self.instance_eval(&block)
   result " SUCCESS" : " FAILURE"
  end
  summary
 end
 def summary
  puts "\n#{@tests.keys.size} tests, #{@success_count} success, #{@failure_count} failure"
 end
end

如果我们“需要”使用这个框架执行最初的那个测试，我们会得到下面输出结果：

    some test

    - should be true SUCCESS

    - should show that an expression can be true SUCCESS

    - should be failing deliberately FAILURE

    3 tests, 2 success, 1 failure

太好了！现在，如果你因没有一个单元测试框架而烦恼并且不想莽撞地写代码，只要花上5分钟你就可以得到一个能够助你一臂之力的测试框架。当然，这里有一些略微夸大；你很快就会想到这里缺少额外的验证API、更好的输出、对象仿真和测试桩等等。然而，我们可以很容易的在精简的框架上扩展其中的一些功能（例如，增加额外的DSL元素）——只消花费很小的努力。如果你不相信我，可以看看bacon ，它只用了几百行代码就完成了Rspec一个精简版。我编写的Attest测试框架是另一个很好的例子（这么说有自卖自夸的嫌疑:P）。这两者都缺少任何内建的test double 支持，我会在另外一个时间讨论如何添加test double支持。

译注：Test Double：在对象编程中“自动化单元测试”的专业术语，涵盖的类型有Test Stub（测试桩）、Mock Object、Test Spy、Fake Object和Dummy Object。