基于Python的行为驱动开发实战

发表于5小时前|1980次阅读| 来源code.tutsplus|3 条评论| 作者David Sale

Python测试驱动开发 摘要：行为驱动开发(Behavior-Driven Development,BDD)是一种卓越的开发模式，可使整个团队保持专注，保持自信，保持活力，并使潜在错误降到最低。

【编者按】行为驱动开发(Behavior-Driven Development,BDD)是一种卓越的开发模式。能帮助开发者养成日清日结的好习惯，从而避免甚至杜绝“最后一分钟”的情况出现，因此对提高代码质量是大有裨益的。其与Gherkin语法相结合的测试结构及设计形式，使得对团队的全部成员包括非技术人员都具有极好的易读性。

所有代码都必须进行测试，这意味着上线时把系统瑕疵降到最低甚至为零。这需要与完整的测试套件相配，从整体把控软件行为，使得检测与维护都能有序进行。这就是BDD的魅力所在，难道不心动吗？

什么是BDD?

BDD的概念和理论源自TDD(测试驱动开发)，类似于TDD的理论要点是在编码前先写好测试。不同点是除了使用单元测试进行细粒度化测试，还使用接受测试(acceptance tests)贯穿程序始末。接下来我们会结合Lettuce测试框架进行讲解。


BDD过程可简单概括为：

  • 编写一个缺陷接受测试
  • 编写一个缺陷单元测试
  • 使单元测试通过
  • 重构
  • 使接受测试通过

在每个功能里，如有需要重复上述步骤。

敏捷开发中的BDD

在敏捷开发中，BDD更是如鱼得水。

如果项目的新功能和新需求每隔一、两个星期就发生变更，那么该团队需要配合进行快节奏的测试和编码工作。Python中的接受和单元测试可以帮助实现该目标。

接受测试为人熟知的是使用了一个英文格式的“特性”描述文件，内容是含有的测试以及个别测试。这样做的好处是使整个项目团队都参与其中，除了开发者，还有管理者与商业分析者等不参与实际测试过程的非技术成员。

特性文件的编写遵循全员可读的规则，使技术和非技术成员都能清楚理解与接收。如果只包含单元测试，那么有可能会导致需求分析不全面或不能达成共识。接受测试的最大优点是适用性强，不论项目规模大小都能运用自如。

Gherkin语法

通常会使用Gherkin来编写接受测试，Gherkin来自Cucumber框架，由Ruby语言所编写。Gherkin语法十分简单，在Lettuce Python中主要使用以下8点来进行特性和测试的定义：

  • Given假设
  • When时间
  • Then下一步
  • And与
  • Feature特性：
  • Background背景：
  • Scenario Outline场合大纲：

安装

使用Python常用的pip install语句就可完成Lettuce包的安装：

[py] view plaincopy
  1. $pipinstalllettuce
$ lettuce /path/to/example.feature用于运行测试。可以每次只运行一个测试文件，或者是提交目录名来运行目录下的所有文件。

为了使测试的编写和使用更加容易，我们建议把nosetests也安装好：

[py] view plaincopy
  1. $pipinstallnose

特性文件

特性文件由英语写成，内容是测试所覆盖的程序范围。此外还包括测试的创建任务。换言之，你除了需要编写测试，还得规范自己就程序的方方面面编写出良好的文档。这样做的好处是使自己对代码上下都心中有数，明确下一步做什么。随着项目规模的扩大，文档的重要性会逐步显现；例如重新回顾某个功能或对某个调用API进行回溯等等。

接下来会结合 TDD中的一个实例创建一个特性文件。该实例是一个由Python写成的简易计算器，同时会演示接受测试的基本写法。目录构成的建议是建立两个文件夹，一个是app，用于放置代码文件如calculator.py；另一个是tests，用于放置特性文件夹。

calculator.py：

[py] view plaincopy
  1. classCalculator(object):
  2. defadd(self,x,y):
  3. number_types=(int,long,float,complex)
  5. ifisinstance(x,number_types)andisinstance(y,number_types):
  6. returnx+y
  7. else:
  8. raiseValueError

tests/features目录下的特性文件calculator.feature

[py] view plaincopy
  1. Feature:AsawriterforNetTuts
  2. Iwishtodemonstrate
  3. HoweasywritingAcceptanceTests
  4. InPythonreallyis.
  6. Background:
  7. GivenIamusingthecalculator
  9. Scenario:Calculate2plus2onourcalculator
  10. GivenIinput"2"add"2"
  11. ThenIshouldsee"4"

从该例子不难看出特性文件的描述是非常直截了当的，能够使全体成员都能看明白。

特性文件的三个要点：

  • Feature block(特性区块)：该处描述了测试组所涵盖的程序内容。这里不执行任何代码，但能使阅读者明白正要进行什么样的特性测试。
  • Background block(背景区块)：先于特性文件中每个场景(Scenario)区块执行。这类似于SetUp()方法用于进行创建代码的编写，例如进行条件和位置的编写。
  • Scenario block(场景区块)：这里用于定义测试。第一行用作文档再一次的描述，接着是测试的具体内容。以这样的风格编写测试难道不是很简单吗？

步骤(Steps)文件

除了特性文件，步骤文件也是必须的，这是“见证奇迹的时刻”。显然地，特性文件本身不会做出什么结果；它需要步骤文件依次地与Python执行代码一一映射才有最后的结果输出。这里应用的是正则表达式。

正则表达式？不会过于复杂吗？其实在BDD世界里，正则表达式常用于捕捉整个字符串或从某行抓取变量。所以熟能生巧。

正则表达式？在测试中使用不会太复杂吗？在Lettuce是不会的，反而是非常简单的。

以下是对应的步骤文件的编写：

[py] view plaincopy
  1. fromlettuceimport*
  2. fromnose.toolsimportassert_equals
  3. fromapp.calculatorimportCalculator
  6. @step(u'Iamusingthecalculator')
  7. defselect_calc(step):
  8. print('Attemptingtousecalculator...')
  9. world.calc=Calculator()
  12. @step(u'Iinput"([^"]*)"add"([^"]*)"')
  13. defgiven_i_input_group1_add_group1(step,x,y):
  14. world.result=world.calc.add(int(x),int(y))
  17. @step(u'Ishouldsee"([^"]+)"')
  18. defresult(step,expected_result):
  19. actual_result=world.result
  20. assert_equals(int(expected_result),actual_result)

文件首部分是标准的导入写法。例如对Calculator的访问和Lettuce工具的导入，还有nosetest包中assert_equals断定方法的导入。接下来，你就可以开始针对特性文件的每一行进行步骤定义。如前所述，正则表达式很多时候用于提取整个字符串，除了有时需要在某行对变量进行访问。

在这个例子中， 里的@step起到解码提取的作用；u字母的意思是以unicode编码方式进行表达式执行。接着是使用正则表达式对引用的内容进行匹配，这里是要进行相加的数字。

然后是对Python方法传入变量，变量名可任意定义，这里使用x和y作为calculator add方法的传入变量名。

此外需要介绍world变量的使用。world是一个全局容器，使得变量可以在同一场景的不同步骤中使用。否则，所有变量只对应于其所在方法可用。例如把add方法的运算结果存放于某个step，而在另一外一个step进行结果的断定。

特性的执行

特性文件和步骤文件都完成后，接下来可以运行测试来看看能否通过。内建测试运行机的 Lettuce执行方式是很简单的，例如lettuce test/features/calculator.feature：

[py] view plaincopy
  1. $lettucetests/features/calculator.feature
  3. Feature:AsawriterforNetTuts#tests/features/calculator.feature:1
  4. Iwishtodemonstrate#tests/features/calculator.feature:2
  5. HoweasywritingAcceptanceTests#tests/features/calculator.feature:3
  6. InPythonreallyis.#tests/features/calculator.feature:4
  8. Background:
  9. GivenIamusingthecalculator#tests/features/steps.py:6
  10. GivenIamusingthecalculator#tests/features/steps.py:6
  12. Scenario:Calculate2plus2onourcalculator#tests/features/calculator.feature:9
  13. GivenIinput"2"add"2"#tests/features/steps.py:11
  14. ThenIshouldsee"4"#tests/features/steps.py:16
  16. 1feature(1passed)
  17. 1scenario(1passed)
  18. 2steps(2passed)

Lettuce的输出是非常工整的，它清楚显示了哪行特性文件代码被执行了，然后对成功执行的行以高亮绿色显示。此外还显示了正在运行的特性文件以及行号，这对于测试失败时进行特性文件缺陷行的查找是很有帮助的。输出末尾是特性，场景，步骤的执行个数以及通过个数的结果汇总。本例中所有测试都通过了。但如果出现错误，Lettuce会如何处理呢？

首先得对calculator.py代码进行修改，把add方法改为两数相减：

[py] view plaincopy
  1. classCalculator(object):
  2. defadd(self,x,y):
  3. number_types=(int,long,float,complex)
  5. ifisinstance(x,number_types)andisinstance(y,number_types):
  6. returnx-y
  7. else:
  8. raiseValueError

再次运行，看看Lettuce是如何对错误进行说明的：

[py] view plaincopy
  1. $lettucetests/features/calculator.feature
  3. Feature:AsawriterforNetTuts#tests/features/calculator.feature:1
  4. Iwishtodemonstrate#tests/features/calculator.feature:2
  5. HoweasywritingAcceptanceTests#tests/features/calculator.feature:3
  6. InPythonreallyis.#tests/features/calculator.feature:4
  8. Background:
  9. GivenIamusingthecalculator#tests/features/steps.py:6
  10. GivenIamusingthecalculator#tests/features/steps.py:6
  12. Scenario:Calculate2plus2onourcalculator#tests/features/calculator.feature:9
  13. GivenIinput"2"add"2"#tests/features/steps.py:11
  14. ThenIshouldsee"4"#tests/features/steps.py:16
  15. Traceback(mostrecentcalllast):
  16. File"/Users/user/.virtualenvs/bdd-in-python/lib/python2.7/site-packages/lettuce/core.py",line144,in__call__
  17. ret=self.function(self.step,*args,**kw)
  18. File"/Users/user/Documents/Articles-NetTuts/BDD_in_Python/tests/features/steps.py",line18,inresult
  19. assert_equals(int(expected_result),actual_result)
  20. File"/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/unittest/case.py",line515,inassertEqual
  21. assertion_func(first,second,msg=msg)
  22. File"/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/unittest/case.py",line508,in_baseAssertEqual
  23. raiseself.failureException(msg)
  24. AssertionError:4!=0
  26. 1feature(0passed)
  27. 1scenario(0passed)
  28. 2steps(1failed,1passed)
  30. Listoffailedscenarios:
  31. Scenario:Calculate2plus2onourcalculator#tests/features/calculator.feature:9

显然，实际结果0与预期结果4是不符的。Lettuce清楚显示了该问题，接下来就是调试排错直到通过的时间了。

其它工具


在Python中还提供了很多不同的工具来进行类似的测试，这些工具基本源自Cucumber。例如：

  • Behave：这是一个Cucumber接口。文档配套齐备，保持更新，有不少的配套工具。
  • Freshen：另一个Cucumber接口，配套网站有完整的教程和实例，安装方式都是简单的pip方式。
不论使用什么工具，只要对某个工具运用熟练了，其它的自然能融会贯通。对教程文档的熟读是成功的第一步。

优点

自信地进行代码重构

使用一个完整测试套件的优点是显而易见的。找到一个强大的测试套件，会让代码重构工作事半功倍，信心满满。

随着项目规模的不断扩大，如果缺乏有效的工具，这不啻会使回溯和重构工作困难重重。如果有一套完整的接受测试来与每个特性一一对应，那么将能使变更工作有序不紊地进行，不会对现有功能模块造成破坏。

全员都能参与其中的接受测试，将能极大地提升团队战斗力，一开始就朝着同一目标前进。程序员可把精力用在精确的目标上，避免需求范围的失控；测试员可就特性文件进行一一检阅，把测试环节做到极致。最后形成良性循环，使得程序的每个特性都完美交付。

综述

结合上述过程和工具，在过往工作过的团队中我们都曾取得不错的成绩。BDD开发方式可使整个团队保持专注，保持自信，保持活力，并使潜在错误降到最低。（编译：伍昆 责编：张红月）

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