摘要：每個(gè)測(cè)試方法的名稱以單詞開頭，單元測(cè)試是如何識(shí)別它們是測(cè)試的。它還意味著知道測(cè)試文件中有多少單元測(cè)試，而不是簡(jiǎn)單地知道有多少表達(dá)式您可能已經(jīng)注意到將每個(gè)行作為多帶帶的測(cè)試計(jì)數(shù)。

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在我們開始討論新的概念和功能之前，讓我們來看看如何使用unittest來表達(dá)我們已經(jīng)學(xué)到的想法。這樣，我們就能有一些堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)來建立我們的新理解。

我們將訪問PID類（或至少訪問PID類的測(cè)試）。我們將編寫測(cè)試，以便它們?cè)趗nittest框架內(nèi)運(yùn)行。

我們將使用unittest框架實(shí)現(xiàn)測(cè)試。

創(chuàng)建一個(gè)名為新文件test_pid.py在同一目錄pid.py。請(qǐng)注意，這是一個(gè).py文件：unittest測(cè)試是純 python源代碼，而不是包含源代碼的純文本。這意味著從紀(jì)錄片的角度來看，測(cè)試的用處不大，但可以交換其他好處。

將以下代碼插入到新創(chuàng)建的test_pid.py中

from unittest import TestCase, main
from mocker import Mocker
import pid
class test_pid_constructor(TestCase):
 def test_without_when(self):
 mocker = Mocker()
 mock_time = mocker.replace("time.time")
 mock_time()
 mocker.result(1.0)
 mocker.replay()
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12)
 mocker.restore()
 mocker.verify()
 self.assertEqual(controller.gains, (0.5, 0.5, 0.5))
 self.assertAlmostEqual(controller.setpoint[0], 0.0)
 self.assertEqual(len(controller.setpoint), 1)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_time, 1.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_error, -12.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.integrated_error, 0)
 def test_with_when(self):
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=1, initial=12,
 when=43)
 self.assertEqual(controller.gains, (0.5, 0.5, 0.5))
 self.assertAlmostEqual(controller.setpoint[0], 1.0)
 self.assertEqual(len(controller.setpoint), 1)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_time, 43.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_error, -11.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.integrated_error, 0)
class test_calculate_response(TestCase):
 def test_without_when(self):
 mocker = Mocker()
 mock_time = mocker.replace("time.time")
 mock_time()
 mocker.result(1.0)
 mock_time()
 mocker.result(2.0)
 mock_time()
 mocker.result(3.0)
 mock_time()
 mocker.result(4.0)
 mock_time()
 mocker.result(5.0)
 mocker.replay()
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(6), -3)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(3), -4.5)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(-1.5), -0.75)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(?2.25), 
?1.125)
 mocker.restore()
 mocker.verify()
 def test_with_when(self):
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12,
 when=1)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(6, 2), -3)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(3, 3), -4.5)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(?1.5, 4), 
?0.75)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(?2.25, 5), 
?1.125)
if __name__ == "__main__":
 main()

鍵入以下命令運(yùn)行測(cè)試：$ python test_pid.py

讓我們?yōu)g覽代碼部分，看看每個(gè)部分的作用。

from unittest import TestCase, main
from mocker import Mocker
import pid
class test_pid_constructor(TestCase):
 def test_without_when(self):
 mocker = Mocker()
 mock_time = mocker.replace("time.time")
 mock_time()
 mocker.result(1.0)
 mocker.replay()
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12)
 mocker.restore()
 mocker.verify()
 self.assertEqual(controller.gains, (0.5, 0.5, 0.5))
 self.assertAlmostEqual(controller.setpoint[0], 0.0)
 self.assertEqual(len(controller.setpoint), 1)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_time, 1.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_error, -12.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.integrated_error, 0)

在一些設(shè)置代碼之后，我們進(jìn)行了測(cè)試，當(dāng)沒有給出when參數(shù)時(shí)，PID控制器正常工作。Mocker用于將time.time替換為始終返回可預(yù)測(cè)值的模擬，然后我們使用多個(gè)斷言來確認(rèn)控制器的屬性已初始化為預(yù)期值。

def test_with_when(self):
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=1, initial=12,
 when=43)
 self.assertEqual(controller.gains, (0.5, 0.5, 0.5))
 self.assertAlmostEqual(controller.setpoint[0], 1.0)
 self.assertEqual(len(controller.setpoint), 1)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_time, 43.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.previous_error, -11.0)
 self.assertAlmostEqual(controller.integrated_error, 0)

此測(cè)試確認(rèn)在提供when參數(shù)時(shí)PID構(gòu)造函數(shù)正常工作。與之前的測(cè)試不同，不需要使用Mocker，因?yàn)闇y(cè)試的結(jié)果不應(yīng)該依賴于除參數(shù)值之外的任何東西 - 當(dāng)前時(shí)間是無關(guān)緊要的。

class test_calculate_response(TestCase):
 def test_without_when(self):
 mocker = Mocker()
 mock_time = mocker.replace("time.time")
 mock_time()
 mocker.result(1.0)
 mock_time()
 mocker.result(2.0)
 mock_time()
 mocker.result(3.0)
 mock_time()
 mocker.result(4.0)
 mock_time()
 mocker.result(5.0)
 mocker.replay()
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(6), -3)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(3), -4.5)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(-1.5), -0.75)
 sel+f.assertEqual(controller.calculate_response(?2.25), 
?1.125)
 mocker.restore()
 mocker.verify()

此類中的測(cè)試描述了calculate_response方法的預(yù)期行為。第一個(gè)測(cè)試檢查未提供可選的when參數(shù)時(shí)的行為，并模擬time.time以使該行為可預(yù)測(cè)。

def test_with_when(self):
 controller = pid.PID(P=0.5, I=0.5, D=0.5,
 setpoint=0, initial=12,
 when=1)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(6, 2), -3)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(3, 3), -4.5)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(?1.5, 4), 
?0.75)
 self.assertEqual(controller.calculate_response(?2.25, 5), 
?1.125)

在此測(cè)試中，提供了when參數(shù)，因此無需模擬time.time。我們只需檢查結(jié)果是否符合預(yù)期。

我們執(zhí)行的實(shí)際測(cè)試與doctest中編寫的測(cè)試相同。到目前為止，我們所看到的只是一種表達(dá)它們的不同方式。

首先要注意的是，測(cè)試文件被劃分為繼承自unittest.TestCase的類，每個(gè)類都包含一個(gè)或多個(gè)測(cè)試方法。每個(gè)測(cè)試方法的名稱以單詞test開頭，單元測(cè)試是如何識(shí)別它們是測(cè)試的。

每種測(cè)試方法都包含對(duì)單個(gè)單元的單個(gè)測(cè)試。這為我們提供了一種方便的方法來構(gòu)建我們的測(cè)試，將相關(guān)測(cè)試組合到同一個(gè)類中，以便更容易找到它們。

將每個(gè)測(cè)試放入自己的方法意味著每個(gè)測(cè)試都在一個(gè)獨(dú)立的命名空間中執(zhí)行，這使得相對(duì)于doctest風(fēng)格的測(cè)試，使得單元測(cè)試式測(cè)試更容易相互干擾。它還意味著unittest知道測(cè)試文件中有多少單元測(cè)試，而不是簡(jiǎn)單地知道有多少表達(dá)式（您可能已經(jīng)注意到doctest將每個(gè)>>>行作為多帶帶的測(cè)試計(jì)數(shù)）。最后，將每個(gè)測(cè)試放在自己的方法中意味著每個(gè)測(cè)試都有一個(gè)名稱，這可能是一個(gè)有價(jià)值的功能。

unittest中的測(cè)試并不直接關(guān)注任何不屬于調(diào)用TestCase的assert方法的任何內(nèi)容。這意味著當(dāng)我們使用Mocker時(shí)，我們不必?fù)?dān)心從演示表達(dá)式返回的模擬對(duì)象，除非我們想要使用它們。這也意味著我們需要記住寫一個(gè)斷言來描述我們想要檢查的測(cè)試的每個(gè)方面。我們將很快介紹TestCase的各種斷言方法。

如果您無法執(zhí)行測(cè)試，則測(cè)試沒有多大用處。目前，我們將采用的方式是通過Python解釋器將測(cè)試文件作為程序執(zhí)行時(shí) 調(diào)用unittest.main。這是運(yùn)行unittest代碼的最簡(jiǎn)單方法，但是當(dāng)你在很多文件中分布了大量測(cè)試時(shí)，這很麻煩。

如果__name__ =="__ main__"：當(dāng) Python加載任何模塊時(shí)，它將該模塊的名稱存儲(chǔ)在模塊中名為__name__的變量中（除非該模塊是在命令行上傳遞給解釋器的模塊）。該模塊始終將字符串"__main__"綁定到其__name__變量。因此，如果__name__ =="__ main__"：表示 - 如果此模塊直接從命令行執(zhí)行。

Assertions是我們用來告訴unittest測(cè)試的重要結(jié)果是什么的機(jī)制。通過使用適當(dāng)?shù)臄嘌裕覀兛梢詼?zhǔn)確地告訴unittest每次測(cè)試的期望。

當(dāng)我們調(diào)用self.assertTrue（expression）時(shí)，我們告訴unittest表達(dá)式必須為true才能使測(cè)試成功。

這是一個(gè)非常靈活的斷言，因?yàn)槟梢酝ㄟ^編寫適當(dāng)?shù)牟紶柋磉_(dá)式來檢查幾乎任何內(nèi)容。這也是你應(yīng)該考慮使用的最后一個(gè)斷言之一，因?yàn)樗鼪]有告訴unittest你正在進(jìn)行的比較的類型，這意味著unittest無法清楚地告訴你如果測(cè)試失敗會(huì)出現(xiàn)什么問題。

有關(guān)此示例，請(qǐng)考慮以下測(cè)試代碼，其中包含兩個(gè)保證失敗的測(cè)試：

from unittest import TestCase, main
class two_failing_tests(TestCase):
 def test_assertTrue(self):
 self.assertTrue(1 == 1 + 1)
 def test_assertEqual(self):
 self.assertEqual(1, 1 + 1)
if __name__ == "__main__":
 main()

看起來兩個(gè)測(cè)試似乎是可以互換的，因?yàn)閮蓚€(gè)測(cè)試都是相同的。當(dāng)然他們都會(huì)失?。ɑ蛘咴诓惶赡艿那闆r下，他們都會(huì)失?。?，所以為什么選擇一個(gè)而不是另一個(gè)呢？

看看我們運(yùn)行測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)生什么（并且還注意到測(cè)試沒有按照它們編寫的順序執(zhí)行;測(cè)試完全相互獨(dú)立，所以沒關(guān)系，對(duì)吧？）：

你看得到差別嗎？該assertTrue測(cè)試能夠正確地確定測(cè)試失敗，但它不知道夠報(bào)告關(guān)于失敗原因的任何有用的信息。該assertEqual便測(cè)試，而另一方面，他知道首先，它是檢查兩個(gè)表達(dá)式是相等的，其次它知道如何呈現(xiàn)的結(jié)果，因此，他們將是最有用的：通過評(píng)估各個(gè)它是表達(dá)的比較并在結(jié)果之間放置一個(gè)！=符號(hào)。它告訴我們什么期望失敗，以及相關(guān)表達(dá)式評(píng)估的內(nèi)容。

該assertFalse方法會(huì)成功時(shí)assertTrue方法會(huì)失敗，反之亦然。它在產(chǎn)生assertTrue所具有的有用輸出方面具有相同的限制，并且在能夠測(cè)試幾乎任何條件方面具有相同的靈活性。

正如assertTrue討論中所提到的，assertEqual斷言檢查它的兩個(gè)參數(shù)實(shí)際上是相等的，并且如果它們不是，則報(bào)告失敗，以及參數(shù)的實(shí)際值。

該assertNotEqual每當(dāng)斷言失敗assertEqual便斷言會(huì)成功，反之亦然。報(bào)告失敗時(shí)，其輸出表明兩個(gè)表達(dá)式的值相等，并為您提供這些值。

正如我們之前看到的，比較浮點(diǎn)數(shù)可能很麻煩。特別是，檢查兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)是否相等是有問題的，因?yàn)槟憧赡芷谕嗟鹊氖虑?- 在數(shù)學(xué)上是相等的 - 可能仍然最終在最低有效位之間不同。浮點(diǎn)數(shù)僅在每個(gè)位相同時(shí)才相等。

為了解決這個(gè)問題，unittest提供了assertAlmostEqual，它檢查兩個(gè)浮點(diǎn)值是否幾乎相同; 它們之間的少量差異是可以容忍的。

讓我們看一下這個(gè)問題。如果取平方根7，然后將其平方，則結(jié)果應(yīng)為7.這是一對(duì)檢查該事實(shí)的測(cè)試：

from unittest import TestCase, main
class floating_point_problems(TestCase):
 def test_assertEqual(self):
 self.assertEqual((7.0 ** 0.5) ** 2.0, 7.0)
def test_assertAlmostEqual(self): 
 self.assertAlmostEqual((7.0 ** 0.5) ** 2.0, 7.0) 
if __name__ == "__main__": 
 main()  

該test_assertEqual方法檢查

這在現(xiàn)實(shí)中是如此。然而，在計(jì)算機(jī)可用的更專業(yè)的數(shù)字系統(tǒng)中，取7的平方根然后平方它并不能讓我們回到7，所以這個(gè)測(cè)試將失敗。稍等一下。

測(cè)試test_assertAlmostEqual方法檢查

即使計(jì)算機(jī)會(huì)同意這是真的，所以這個(gè)測(cè)試應(yīng)該通過。

運(yùn)行這些測(cè)試會(huì)產(chǎn)生以下結(jié)果，盡管您返回的具體數(shù)字可能會(huì)有所不同，具體取決于運(yùn)行測(cè)試的計(jì)算機(jī)的詳細(xì)信息：

不幸的是，浮點(diǎn)數(shù)不精確，因?yàn)閷?shí)數(shù)行上的大多數(shù)數(shù)字不能用有限的，非重復(fù)的數(shù)字序列表示，更不用說僅僅64位。因此，你從評(píng)估數(shù)學(xué)表達(dá)式得到的回報(bào)并不是很好。雖然 - 或者幾乎任何其他類型的工作都足夠接近政府工作 - 所以我們不希望我們的測(cè)試對(duì)這個(gè)微小的差異進(jìn)行狡辯。因此，當(dāng)我們比較浮點(diǎn)數(shù)是否相等時(shí)，我們應(yīng)該使用assertAlmostEqual和assertNotAlmostEqual。

這個(gè)問題通常不會(huì)延續(xù)到其他比較運(yùn)算符中。例如，檢查一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)小于另一個(gè)，由于無意義的錯(cuò)誤，不太可能產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。只有在平等的情況下，這個(gè)問題才會(huì)困擾我們。