JUnit¶

基础概念¶

什么是Junit¶

Junit是Java的单元测试框架，它可以自动检查某个方法是否返回正确结果，是否抛出预期异常

什么是“单元测试：¶

单元测试通常指很小的、可独立验证的代码单位，例如单独验证一个方法

JUnit的基本结构¶

主要有test class，test method和assertion

test class¶

测试类，专门放测试代码，例如：
```
public class RedBlackTreeTest {
}
```
- 测试类不是生产代码，仅用于测试
- 一个测试类一般测一个类，或者测一组紧密相关的功能

test method¶

测试方法，表示一个独立测试用例，只测试一个明确行为，如插入一个元素之后size变为1
在JUnit5中，test method要用@Test标记，例如：
```
@Test
public void testInsertSingleValue() {
}
```

assertion¶

断言就是“检查结果是否符合预期”
断言用于判断测试是否通过，例如：
```
assertEquals(1,tree.size());
```
- 断言tree.size()等于1
- 如果不等于，则表示测试失败

JUnit 5 的 test method 的规则¶

必须有@Test
必须是void返回类型
static不会被当作测试运行
方法可以是public

JUnit 常用注解(annotations) - 补充¶

@Test¶

表示这是一个测试方法

@Test
public void testSizeAfterInsert() {
    RedBlackTree<Integer> tree = new RedBlackTree<>();
    tree.insert(10);
    assertEquals(1, tree.size());
}

@BeforeEach¶

表示每个测试方法方法执行之前都要运行一次
用于解决“测试隔离”
```
private RedBlackTree<Integer> tree;

@BeforeEach
public void setUp() {
    tree = new RedBlackTree<>();
}
```
- 此处表示每个测试开始都要重新创建一颗新树
- 防止上一个测试插入的数据污染后面测试

@AfterEach¶

每次测试后运行
一般用于清理资源

@BeforeAll/ @AfterAll¶

在所有测试开始/结束前运行一次
初始化共享资源，一般不用

常见断言(assertion)¶

assertEquals(expected, actual)¶

检查“预期值”与“实际值”是否相等。
e.g.
```
assertEquals(3, tree.size());
```
- 预期=3，实际=tree.size()
- 若tree.size() ≠ 3，表示测试失败
适用场景：size，height，返回值，traversal结果，例如：
```
assertEquals("1 2 3", tree.inOrderTraversal());
```

assertTrue(condition)¶

检查条件是否为true
e.g.
```
assertTrue(tree.contains(10));
```
- 判断tree.contains(10)是否是true
- 返回false则测试失败

assertFalse(condition)¶

检查条件是否为false(比如删除某个数据之后，测试他还在不在)
e.g.
```
assertFalse(tree.contains(99));
```
- 判断tree.contains(99)是否是false
- 返回true则测试失败

assertNull(value)¶

检查对象是否为null
e.g.
```
assertNull(node.leftChild);
```
- 此处判断node.leftChild是不是null
- 不是null的话测试失败

assertNotNull（value）¶

检查对象是不是非null
e.g.
```
assertNotNull(tree.root);
```
- 此处判断根节点是不是非null，即存在
- 如果根节点是null则测试失败

assertThrows(ExceptionType.class, () -> {...})¶

检查某段代码是否能抛出指定异常
e.g.
```
assertThrows(NullPointerException.class, () -> {
    tree.insert(null);
});
```
- 预期tree.insert(null)会抛出NullPointerException异常
- 如果没有抛出或者抛出别的异常，则测试失败 -适用场景：非法输入，空参数，越界 ···

完整JUnit示例¶

简单类¶

public class Counter {
    private int count = 0;

    public void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

测试类¶

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CounterTest {

    @Test
    public void testInitialCountIsZero() {
        Counter c = new Counter();
        assertEquals(0, c.getCount());
    }

    @Test
    public void testIncrement() {
        Counter c = new Counter();
        c.increment();
        assertEquals(1, c.getCount());
    }
}

测试用例设计¶

正常用例¶

即符和预期的常规操作
例如在BST/RBT中插入正常整数、查找存在元素、删除已有元素

e.g.

@Test
public void testContainsInsertedValue() {
    RedBlackTree<Integer> tree = new RedBlackTree<>();
    tree.insert(10);
    tree.insert(5);
    tree.insert(15);

    assertTrue(tree.contains(5));
    assertTrue(tree.contains(10));
    assertTrue(tree.contains(15));
}

边界用例¶

测试一些边界情况
例如空值，null等

e.g.

// 空结构
assertEquals(0, tree.size());
assertFalse(tree.contains(1));

异常用例¶

测试非法输入或非法状态
例如删除不存在元素、访问非法索引等

e.g.

@Test
public void testInsertNullThrowsException() {
    RedBlackTree<Integer> tree = new RedBlackTree<>();
    assertThrows(NullPointerException.class, () -> {
        tree.insert(null);
    });
}

树的测试测什么¶

BST¶

中序遍历应该有序
contains方法
size方法

AVL¶

BST的排序性，中序
每个结点的平衡因子是否合法
高度更新是否正确
插入/删除后是否仍然平衡

RBT¶

BST的排序性
黑根
不红红
黑路同

常用测试写法(AAA结构)¶

Arrange：准备数据
Act：执行操作
Assert：断言结果

e.g.

@Test
public void testRemoveLeafNode() {
    // Arrange
    BinarySearchTree<Integer> tree = new BinarySearchTree<>();
    tree.insert(10);
    tree.insert(5);
    tree.insert(15);

    // Act
    tree.remove(5);

    // Assert
    assertFalse(tree.contains(5));
    assertEquals(2, tree.size());
}

JUnit在命令行的运行¶

第一步：编译¶

javac -cp junit5.jar:. HelloWorld.java

第二步：运行jar¶

java -jar junit5.jar -cp . -c HelloWorld