朋友們，我來(lái)了~

今天這一章還是講測(cè)試，基于屬性的測(cè)試（Property-Based Testing）。其實(shí)我感覺(jué)叫隨機(jī)驗(yàn)證測(cè)試更通俗易懂一點(diǎn)。

我們?nèi)粘Ｗ约簻y(cè)試的時(shí)候，會(huì)有一個(gè)問(wèn)題，就是我們既是裁判，也是球員。因?yàn)槲覀兊某绦蚓褪琼樦覀兊乃悸穼?xiě)的，測(cè)試也是按照同樣的思路來(lái)測(cè)試的。所以，我們可能通常很難測(cè)出我們自己寫(xiě)出來(lái)的bug。

解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)辦法，就是把測(cè)試交給其他人。這也是測(cè)試這個(gè)崗位存在的意義之一。但是，如果我們把測(cè)試交給了其他人，上一章提到的，對(duì)測(cè)試的思考可以幫助更好地設(shè)計(jì)程序，這個(gè)好處就不存在了。

基于屬性測(cè)試

解決這個(gè)問(wèn)題的辦法就是，把其他人，換成我們的計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)來(lái)幫我們自動(dòng)測(cè)試。

之前關(guān)于契約或者合約（Contract）那一章中，提到了要給程序制定一個(gè)合同，規(guī)定了輸入的規(guī)則、輸出的規(guī)則、以及不變量（比如給一個(gè)數(shù)組排序，進(jìn)去和出來(lái)的數(shù)組長(zhǎng)度應(yīng)該是不變的）。

那么合約和不變量在這里統(tǒng)稱為屬性（property），很抽象是不是？個(gè)人覺(jué)得它的定義并不重要，舉個(gè)例子就懂了。

比如我們要驗(yàn)證一個(gè)list的排序，我們可以驗(yàn)證這兩件事：1.輸入和輸出的list長(zhǎng)度是否相等；2.是不是list里的每一個(gè)都比它前面一個(gè)大。

用python寫(xiě)出來(lái)就是這樣：

from hypothesis import given
import hypothesis.strategies as some

@given(some.lists(some.Integers()))
def test_list_size_is_invariant_across_sorting(a_list):
original_length = len(a_list)
a_list.sort()
assert len(a_list) == original_length

@given(some.lists(some.text()))
def test_sorted_result_is_ordered(a_list):
a_list.sort()
for i in range(len(a_list) – 1):
assert a_list[i] <= a_list[i + 1]

更重要的是，它利用了hypothesis這個(gè)模塊，@given(some.lists(some.integers()))會(huì)讓它在運(yùn)行的時(shí)候，利用隨機(jī)的數(shù)值把同樣的方法運(yùn)行100次。它會(huì)把出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況記錄下來(lái)。

對(duì)數(shù)器

之前在學(xué)習(xí)算法的時(shí)候，也接觸到了一個(gè)叫做對(duì)數(shù)器的概念，其實(shí)和這里的基于屬性測(cè)試，基本上是一件事情。

就是為了驗(yàn)證我們的算法A寫(xiě)對(duì)了，我們先寫(xiě)一個(gè)絕對(duì)正確的算法B，不管效率，只管正確。然后用同樣的數(shù)據(jù)同時(shí)跑算法A和算法B。當(dāng)然也是隨機(jī)跑很多次啦。如果兩個(gè)出現(xiàn)了不同的結(jié)果，那就說(shuō)明算法A寫(xiě)錯(cuò)了。

思路基本相同，只不過(guò)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，可能這個(gè)基于屬性測(cè)試更嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)，比如，同樣是排序算法，我用我寫(xiě)的冒泡排序算法來(lái)驗(yàn)證我的選擇排序算法，萬(wàn)一，我的冒泡排序也寫(xiě)錯(cuò)了呢？但是，如果我直接從根本上解析出排序（正序）就是后一個(gè)比前一個(gè)大，顯然是更不容易出問(wèn)題的，其實(shí)也能更進(jìn)一步地鍛煉我們尋找根本問(wèn)題的能力。

當(dāng)然啦，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，比較后一個(gè)比前一個(gè)大，這個(gè)本身也是一種算法。

實(shí)話說(shuō)，要思考清楚有哪些屬性是要測(cè)試的，這件事本身就充滿了難度。如果你平時(shí)沒(méi)有這個(gè)習(xí)慣，突然讓你想，你會(huì)大腦一片空白的，就像是剛學(xué)編程那會(huì)，遇到了一個(gè)需求完全不知道從哪里下手的那種感覺(jué)。坦白的說(shuō)，我現(xiàn)在就是這種狀態(tài)，想必這也是需要刻意練習(xí)的。

這種隨機(jī)大量測(cè)試的方式，可以幫助我們測(cè)出一些邊界值，測(cè)出一些我們想不到的情況。往往最容易出問(wèn)題的地方也是在邊界值的地方。就跟開(kāi)車(chē)似的，車(chē)開(kāi)起來(lái)了，通常都沒(méi)什么問(wèn)題，但是起步可能會(huì)熄火，停車(chē)可能會(huì)倒不進(jìn)去。

Java的相關(guān)框架

關(guān)于這個(gè)基于屬性測(cè)試的框架，我隨手搜了一搜，Python有的，沒(méi)理由咱們Java沒(méi)有，對(duì)不對(duì)？

一、找到兩個(gè)github上開(kāi)源：

1.https://github.com/HypothesisWorks/hypothesis-java

2.https://github.com/quicktheories/QuickTheories

二、找到一個(gè)都已經(jīng)有自己網(wǎng)站的（雖然也有g(shù)ithub）：

https://jqwik.net/

三、還有一個(gè)直接是JUnit家的JUnit-Quickcheck（感覺(jué)上這個(gè)更香一點(diǎn)）

https://github.com/pholser/junit-quickcheck

我還沒(méi)來(lái)得及仔細(xì)研究，朋友們可以先自行研究起來(lái)~

另一個(gè)實(shí)例

書(shū)中其實(shí)還提到了另外一個(gè)更加實(shí)際一點(diǎn)的例子，但我個(gè)人覺(jué)得那算不上bug，它和實(shí)際的需求有關(guān)系。這邊簡(jiǎn)單提一下吧，或許你也有不同的見(jiàn)解。

大概就是有一個(gè)倉(cāng)庫(kù)類，它可以存放各種貨品，不同貨品有各自的數(shù)量，大概是這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)吧：List<Map<String,Integer>>。然后我們可以查詢某個(gè)貨品是否有庫(kù)存、查詢某個(gè)貨品還剩多少庫(kù)存、可以從中取出某個(gè)數(shù)量的貨品。

代碼如下：

class Warehouse:
def __init__(self, stock):
self.stock = stock

def in_stock(self, item_name):
return (item_name in self.stock) and (self.stock[item_name] > 0)

def take_from_stock(self, item_name, quantity):
if quantity <= self.stock[item_name]:
self.stock[item_name] -= quantity
else:
raise Exception("Oversold {}".format(item_name))

def stock_count(self, item_name):
return self.stock[item_name]

倉(cāng)庫(kù)的初始化是這樣的：

wh = Warehouse({"shoes": 10, "hats": 2, "umbrellas": 0})

然后，同樣用了hypothesis來(lái)做批量測(cè)試，然后在調(diào)用take_from_stock( item_name='hats', quantity=3)這樣一組數(shù)據(jù)的時(shí)候報(bào)錯(cuò)了。

作者說(shuō)，在in_stock我們不應(yīng)該只判斷庫(kù)存是不是大于0，而是要判斷它有沒(méi)有包含我們要拿取的貨品數(shù)。代碼應(yīng)該改成這樣：

def in_stock(self, item_name, quantity):
return (item_name in self.stock) and (self.stock[item_name] >= quantity)

反正我是覺(jué)得這不算個(gè)bug吧，畢竟在真正獲取貨品的時(shí)候，就報(bào)錯(cuò)了呀。要看我們對(duì)于in_stock這個(gè)方法本身的要怎么定義咯，是只需要知道它還有沒(méi)有庫(kù)存，還是需要知道它有沒(méi)有我需要的庫(kù)存。

雖然實(shí)際需求中，后者可能性更大，但是在take_from_stock方法里報(bào)錯(cuò)，又有什么問(wèn)題呢？（又或者，作者只是想舉個(gè)例子，是我太較真了）

尾聲

基于屬性的測(cè)試是對(duì)于單元測(cè)試的補(bǔ)充，對(duì)于單元測(cè)試的思考，可以讓我們思考代碼實(shí)現(xiàn)的其他方式?；趯傩缘臏y(cè)試，可以讓我們更加清晰，我們的方法能干什么不能干什么，同時(shí)，也消除一些意外的情況。

如果，你還沒(méi)有把這兩種測(cè)試用起來(lái)，現(xiàn)在就趕緊用起來(lái)吧~