Що таке TDD? Повний посібник із розробки на основі тестування

Аспект	опис
Визначення	Підхід до розробки програмного забезпечення, коли тести пишуться перед кодом для забезпечення функціональності.
Основна мета	Щоб покращити якість коду та зменшити кількість помилок, гарантуючи, що кожна частина коду відповідає призначенню.
Основний процес	Напишіть тест, запустіть його, напишіть код, запустіть усі тести, рефакторинг і повторіть.
Ключові переваги	Раннє виявлення помилок, краща структура коду, простіше обслуговування та більша впевненість у змінах коду.
Популярні інструменти	JUnit, NUnit, PyTest, RSpec, Mocha та TestNG.
Виклики	Вимагає зміни мислення, спочатку може зайняти багато часу та вимагає дисципліни у підтримці тестів.
Кращі практики	Почніть з невеликих простих тестів; здавати тести швидко; регулярно проводити рефакторинг; і підтримувати хороше тестове покриття.

Розуміння розробки, керованої тестуванням (TDD)

Test-Driven Development (TDD) — це методологія, яка змінила спосіб розробки програмного забезпечення. Але що таке TDD і чому це важливо для розробників і команд? Ця стаття детально розповість про TDD, досліджуючи його процес, переваги, інструменти, проблеми та найкращі практики.

Основний процес TDD

TDD дотримується системного підходу, який часто називають «червоний, зелений, рефакторинг». Ось як це працює:

1. Напишіть тест

Перед написанням будь-якого коду створюється тест. Цей тест розроблено таким чином, що спочатку не буде успішним, оскільки функціональність, яку він тестує, ще не існує. Першою метою написання тесту є визначення очікуваної поведінки коду.

приклад

Припустімо, ви розробляєте функцію додавання двох чисел. Тест може виглядати так:

def test_addition(): assert add(2, 3) == 5

В даному випадку функція додати() ще не реалізовано, тому тест буде невдалим.

2. Запустіть тест

Після написання тесту ви запускаєте його, щоб переконатися, що він не пройдений. Цей крок є ключовим, оскільки він перевіряє, чи тест правильно визначає відсутність необхідної функціональності.

3. Напишіть код

З невдалим тестом на місці, тепер ви пишете стільки коду, щоб зробити тест успішним. Основна увага тут приділяється простоті — реалізовувати лише те, що необхідно для виконання тесту.

def add(a, b): повертає a + b

4. Виконайте всі тести

Після написання коду ви запускаєте всі тести (включно з усіма існуючими), щоб переконатися, що новий код проходить тест і не порушує нічого іншого в системі. Це комплексне тестування допомагає підтримувати цілісність кодової бази.

5. Рефакторинг коду

Рефакторинг передбачає покращення структури та ефективності коду без зміни його зовнішньої поведінки. Пройшовши тести, ви можете безпечно проводити рефакторинг, впевнені, що тести виявлять будь-які проблеми, які виникають під час цього процесу.

6. Повторіть цикл

Цей цикл повторюється для кожної нової частини функціональності, поступово створюючи надійну та добре перевірену кодову базу.

Переваги TDD

TDD пропонує численні переваги, які роблять його цінною практикою як для окремих розробників, так і для команд розробників.

Раннє виявлення помилок

Оскільки тести пишуться перед кодом, помилки виявляються на ранніх стадіях процесу розробки. Такий проактивний підхід зменшує ймовірність потрапляння дефектів у виробництво.

Краща структура коду

TDD заохочує розробників подумати про дизайн і структуру свого коду перед впровадженням. Це призводить до чистішого, більш модульного коду, який легше підтримувати та розширювати.

Просте технічне обслуговування

З комплексним набором тестів підтримка та оновлення коду стає менш ризикованим. Розробники можуть впевнено вносити зміни, знаючи, що тести вловлять будь-які регресії.

Вища впевненість у змінах коду

TDD забезпечує систему безпеки, яка дозволяє розробникам впевнено рефакторювати та покращувати свій код. Це безперервне тестування гарантує, що нові зміни не спричинять неочікуваних проблем.

Проблеми TDD

Незважаючи на свої переваги, TDD не позбавлений проблем. Розуміння цих проблем може допомогти розробникам і командам ефективніше запровадити TDD.

Зміна мислення

TDD вимагає іншого способу мислення. Розробники повинні спочатку перейти від написання коду до написання тестів, що може бути важко для тих, хто звик до традиційної практики розробки.

Спочатку забирає багато часу

Написання тестів перед кодом може здатися трудомістким, особливо для нових користувачів. Однак ця інвестиція окупається в довгостроковій перспективі через скорочення часу налагодження та менше проблем із виробництвом.

Дисципліна у веденні тестів

Щоб TDD був ефективним, тести повинні підтримуватися разом із кодом. Це вимагає дисципліни, оскільки застарілі або пропущені тести можуть призвести до помилкового відчуття безпеки.

Інструмент	Мова	опис
JUnit	Java	Популярна платформа тестування для Java, широко використовувана для TDD у корпоративних програмах.
NUnit	C#	Платформа модульного тестування для мов .NET, яка пропонує багатий набір тверджень і утиліт.
PyTest	Python	Надійна платформа тестування для Python, відома своєю простотою та гнучкістю написання тестів.
RSpec	рубін	Структура розробки, керована поведінкою (BDD) для Ruby, що робить тести читабельними та легкими для написання.
Мокко	JavaScript/Node.js	Гнучка платформа тестування для JavaScript, яка часто використовується в поєднанні з бібліотеками тверджень, такими як Chai.
TestNG	Java	Натхненний JUnit, TestNG пропонує розширені функції, такі як тестування на основі даних і паралельне виконання.

Найкращі практики для TDD

Щоб отримати максимальну віддачу від TDD, важливо дотримуватися найкращих практик, які забезпечують ефективне та стійке тестування.

Почніть з невеликих, простих тестів

Почніть з найпростіших тестів. Здобуваючи впевненість і досвід, ви зможете вирішувати складніші сценарії. Такий підхід допомагає запобігти величезній складності на початку.

Тримайте тести швидко

Тести повинні бути швидкими для виконання, заохочуючи часте тестування. Повільні тести можуть порушити хід розробки та перешкодити розробникам проводити їх регулярно.

Рефакторинг регулярно

Рефакторинг є ключовою частиною TDD. Регулярне вдосконалення кодової бази гарантує, що вона залишається чистою, ефективною та легкою в обслуговуванні. TDD забезпечує систему безпеки, необхідну для впевненого рефакторинга.

Підтримуйте хороше покриття тестів

Прагніть до високого охоплення тестуванням, гарантуючи, що більшість вашого коду перевірено. Однак уникайте гонитви за покриттям 100% за рахунок якості тесту — зосередьтеся на значущих тестах, які забезпечують реальну цінність.

TDD на практиці: реальний приклад

Щоб проілюструвати TDD у дії, давайте розглянемо реальний приклад розробки системи аутентифікації користувача. Мета полягає в тому, щоб створити функцію входу, за допомогою якої користувачі зможуть вводити своє ім’я користувача та пароль, щоб отримати доступ до безпечної зони.

Крок 1: Напишіть тест

Спочатку ви пишете тест для функції входу:

def test_login(): user = User(username="testuser", password="password123") assert login(user.username, user.password) == "Увійти успішно"

Крок 2: Запустіть тест

Оскільки логін() функція ще не існує, цей тест буде невдалим, що вказує на те, що цю функцію потрібно реалізувати.

Крок 3: Напишіть код

Потім ви пишете мінімальний код, необхідний для проходження тесту:

def login(ім'я користувача, пароль): якщо ім'я користувача == "testuser" і пароль == "password123": повертає "Вхід успішний" повертає "Помилка входу"

Крок 4: Виконайте всі тести

З кодом на місці ви запускаєте всі тести, щоб переконатися, що все працює правильно.

Крок 5: Рефакторинг коду

Далі ви виконуєте рефакторинг логін() функція покращення його структури:

def login(ім’я користувача, пароль): if authenticate_user(ім’я користувача, пароль): повертає «Вхід успішно» повертає «Помилка входу» def authenticate_user(ім’я користувача, пароль): # Логіка автентифікації користувача повертає True

Крок 6: повторіть цикл

Ви продовжуєте цей цикл, додаючи більше тестів для різних сценаріїв (наприклад, неправильні паролі, заблоковані облікові записи) і розширюючи функціональні можливості за потреби.

Висновок: Чому TDD має значення

Розробка, орієнтована на тестування, — це більше, ніж просто стратегія тестування — це спосіб переконатися, що програмне забезпечення створено з нуля. Написуючи тести перед кодом, розробники можуть створювати надійне, придатне для обслуговування та високоякісне програмне забезпечення, яке відповідає вимогам із меншою кількістю помилок і меншою технічною заборгованістю.

Для команд і організацій впровадження TDD може призвести до більш передбачуваних циклів розробки, вищої якості коду та більш впевненого підходу до рефакторингу та розширення функцій. Хоча для цього може знадобитися зміна мислення та початкові витрати часу, довгострокові переваги TDD роблять його цінною практикою в сучасній розробці програмного забезпечення.

Отже, якщо ви хочете покращити якість свого програмного забезпечення, спробуйте TDD. З правильними інструментами та практиками ви будете на шляху до створення кращого та надійнішого коду.