Тестирование программного обеспечения как инструмент отладки

Узнайте от разработчиков компании DST Global, как тестирование программного обеспечения выступает в качестве важнейшего инструмента отладки, значительно повышая надежность кода и оптимизируя процесс разработки.

Отладка – это не просто выявление ошибок, это создание надежного процесса, обеспечивающего работоспособность и долговечность программного обеспечения. В этом посте мы обсуждаем роль тестирования программного обеспечения в отладке, включая основополагающие концепции и то, как они объединяются для улучшения качества программного обеспечения.

Пересечение отладки и тестирования

Отладка и тестирование играют разные роли в разработке программного обеспечения. Отладка — это целенаправленный процесс выявления и исправления известных ошибок. С другой стороны, тестирование охватывает смежную область: выявление неизвестных проблем путем проверки ожидаемого поведения программного обеспечения в различных сценариях.

Оба являются частью цикла исправлений отладки, который является основной концепцией отладки. Прежде чем мы рассмотрим цикл, мы должны сначала убедиться, что мы согласны с базовой терминологией.

Модульные тесты

Модульные тесты тесно связаны с отладкой и фокусируются на изолированных частях приложения — обычно на отдельных функциях или методах. Их цель — проверить правильность работы каждого модуля в отдельности, что делает их быстрым и эффективным инструментом в арсенале отладки. Эти тесты характеризуются своей скоростью и согласованностью, что позволяет разработчикам запускать их часто, иногда даже автоматически, во время написания кода в IDE.

Поскольку программное обеспечение настолько тесно связано, практически невозможно составить модульные тесты без обширного макетирования. Мокинг предполагает замену настоящего компонента дублирующим компонентом, который возвращает заранее определенные результаты, таким образом, метод тестирования может моделировать сценарии, не полагаясь на реальный объект. Это мощный, но спорный инструмент. Используя насмешку, мы фактически создаем синтетическую среду, которая может искажать реальный мир. Мы сокращаем объем теста, что может привести к сохранению некоторых ошибок.

Интеграционные тесты

В отличие от модульных тестов, интеграционные тесты исследуют взаимодействие между несколькими модулями, предоставляя более полную картину состояния системы. Хотя они охватывают более широкие сценарии, их настройка может быть более сложной из-за задействованных взаимодействий. Однако они имеют решающее значение для выявления ошибок, возникающих в результате взаимодействия между различными компонентами программного обеспечения.

В целом, мокинг можно использовать в интеграционных тестах, но это не рекомендуется. Их запуск занимает больше времени, и иногда их сложнее настроить. Однако многие разработчики (включая меня) утверждают, что они являются единственным эталоном качества. Большинство ошибок проявляются в стыках между модулями, и интеграционные тесты лучше это обнаруживают.

Поскольку они гораздо важнее, некоторые разработчики утверждают, что модульные тесты не нужны. Это неправда, ошибки модульного теста гораздо легче прочитать и понять. Поскольку они быстрее, мы можем запускать их во время разработки, даже во время набора текста. В этом смысле баланс между двумя подходами является важной частью.

Покрытие

Покрытие — это показатель, который помогает количественно оценить эффективность тестирования, указывая долю кода, проверенного тестами. Это помогает выявить потенциальные области кода, которые не были протестированы и в которых могут содержаться необнаруженные ошибки. Однако стремление к 100% охвату может привести к уменьшению отдачи; основное внимание следует уделять качеству и актуальности тестов, а не самим показателям. По моему опыту, погоня за большим охватом часто приводит к плохой практике тестирования, которая приводит к постоянным проблемам.

По моему мнению, модульные тесты следует исключить из показателей покрытия из-за важности интеграционных тестов для общего качества. Чтобы получить представление о качественном покрытии, следует сосредоточиться на интеграции и сквозных тестах.

Цикл отладки-исправления

Цикл отладки-исправления — это структурированный подход, который объединяет тестирование в процесс отладки. Этапы включают в себя выявление ошибки, создание теста, воспроизводящего ошибку, исправление ошибки, проверку исправления с помощью теста и, наконец, запуск приложения, чтобы убедиться, что исправление работает в реальной среде. Этот цикл подчеркивает важность тестирования не только для выявления, но и для предотвращения повторения ошибок.

Обратите внимание, что это упрощенная версия цикла, в которой основное внимание уделяется только аспекту тестирования. Полный цикл включает в себя обсуждение отслеживания проблем и версионирования как часть всего процесса. Я обсуждаю это более подробно в других статьях этой серии и в моей книге.

Составление тестов с помощью отладчиков

Мощной особенностью использования отладчиков при составлении тестов является их способность « переходить на строку » или « устанавливать значение ». Разработчики могут эффективно сбросить выполнение до точки, предшествующей тесту, и повторно запустить его с другими условиями без перекомпиляции или повторного запуска всего пакета. Этот итерационный процесс имеет неоценимое значение для достижения желаемых ограничений теста и повышает качество модульных тестов за счет уточнения входных параметров и ожидаемых результатов.

Увеличение охвата тестированием — это нечто большее, чем просто достижение определенного процента; Речь идет о том, чтобы тесты были значимыми и способствовали повышению качества программного обеспечения. Отладчик может существенно помочь в этом, выявляя непроверенные пути. Когда инструмент тестового покрытия выделяет строки или условия, не достигнутые текущими тестами, отладчик можно использовать для принудительного выполнения по этим путям. Это помогает в разработке дополнительных тестов, охватывающих пропущенные сценарии, гарантируя, что метрика покрытия является не просто числом, а истинным отражением тестируемого состояния программного обеспечения.

В этом случае вы заметите, что следующая строка тела — это вызов ignoreValue, который вызовет исключение. Я не хочу, чтобы возникало исключение, поскольку я все еще хочу протестировать все варианты метода. Я могу перетащить указатель выполнения (стрелка слева) и поместить его обратно в начало метода.

Разработка через тестирование

Как все это сочетается с такими дисциплинами, как разработка через тестирование (TDD)?

Это не очень хорошо подходит. Прежде чем мы углубимся в это, давайте вернемся к основам TDD. Слабый TDD обычно означает простое написание тестов перед написанием кода. Strong TDD включает в себя цикл красно-зеленого рефакторинга:

1. Красный : напишите тест, который завершится неудачей, поскольку тестируемая функция еще не реализована.

2. Зеленый : напишите минимальное количество кода, необходимое для прохождения теста.

3. Рефакторинг : Очистите код, гарантируя, что тесты продолжают проходить.

Этот строгий цикл гарантирует постоянное тестирование и рефакторинг нового кода, что снижает вероятность возникновения сложных ошибок. Это также означает, что когда ошибки все же появляются, их зачастую легче изолировать и исправить благодаря модульной и хорошо протестированной природе кодовой базы. По крайней мере, это теория.

TDD может быть особенно полезен для языков сценариев и слабо типизированных языков. В средах, где отсутствует жесткая структура компиляторов и линтеров, TDD обеспечивает необходимые проверки, которые в противном случае выполнялись бы во время компиляции в статически типизированных языках. Он становится важной заменой проверок компилятора/линтера, гарантируя раннее обнаружение ошибок типа и логики.

При разработке реальных приложений полезность TDD имеет множество нюансов. Хотя это поощряет тщательное тестирование и предварительное проектирование, иногда оно может препятствовать естественному ходу разработки, особенно в сложных системах, которые развиваются посредством многочисленных итераций. Требование 100%-го покрытия тестами может привести к ненужному сосредоточению внимания на выполнении метрик, а не на написании значимых тестов.

Самая большая проблема TDD — это сосредоточенность на модульном тестировании. TDD непрактичен для интеграционных тестов, поскольку этот процесс займет слишком много времени. Но, как мы определили в начале статьи, интеграционные тесты являются настоящим эталоном качества. В этом тесте TDD — это методология, которая обеспечивает отличное качество произвольных тестов, но не обязательно высокое качество конечного продукта. У вас может быть лучший винтик в мире, но если он плохо вписывается в машину, то он не очень хорош.

Последнее слово

Отладка — это инструмент, который не только исправляет ошибки, но и активно помогает в создании тестов, повышающих качество программного обеспечения. Используя отладчики при составлении тестов и увеличивая охват, разработчики могут создавать набор тестов, который не только выявляет существующие проблемы, но и защищает от будущих, обеспечивая тем самым предоставление надежного и высококачественного программного обеспечения.

Отладка по мнению разработчиков DST Global позволяет нам расширить охват и эффективно проверять крайние случаи. Это часть стандартизированного процесса решения проблем, который имеет решающее значение для надежности и предотвращает регрессии.