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健壯程式碼的基本 JavaScript 測(cè)試技術(shù)

Barbara Streisand

Dec 10, 2024 am 07:50 AM

ssential JavaScript Testing Techniques for Robust Code

JavaScript 測(cè)試是軟體開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面，可確保程式碼的可靠性和健全性。作為一名開(kāi)發(fā)人員，我發(fā)現(xiàn)實(shí)施全面的測(cè)試策略不僅可以?xún)嵲绨l(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，還可以提高應(yīng)用程式的整體品質(zhì)。讓我們探索五種基本的 JavaScript 測(cè)試技術(shù)，這些技術(shù)在我的經(jīng)驗(yàn)中已被證明是無(wú)價(jià)的。

單元測(cè)試構(gòu)成了任何可靠測(cè)試策略的基礎(chǔ)。它涉及單獨(dú)測(cè)試各個(gè)函數(shù)、方法和組件，以驗(yàn)證它們的行為是否符合預(yù)期。我經(jīng)常使用 Jest（一種流行的 JavaScript 測(cè)試框架）來(lái)編寫(xiě)和運(yùn)行單元測(cè)試。以下是使用 Jest 進(jìn)行簡(jiǎn)單單元測(cè)試的範(fàn)例：

function add(a, b) {
  return a + b;
}

test('add function correctly adds two numbers', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
  expect(add(-1, 1)).toBe(0);
  expect(add(0, 0)).toBe(0);
});

在此範(fàn)例中，我們正在測(cè)試基本的加法函數(shù)，以確保它為各種輸入產(chǎn)生正確的結(jié)果。像這樣的單元測(cè)試可以幫助我們捕捉各個(gè)功能中的錯(cuò)誤，並使重構(gòu)程式碼變得更容易、更有信心。

除了單一單元之外，整合測(cè)試還檢查應(yīng)用程式的不同部分如何協(xié)同工作。該技術(shù)驗(yàn)證組件是否正確交互以及資料在它們之間正確流動(dòng)。例如，我們可能會(huì)測(cè)試使用者身份驗(yàn)證模組如何與資料庫(kù)存取層整合。以下是使用 Jest 和模擬資料庫(kù)進(jìn)行整合測(cè)試的範(fàn)例：

const UserAuth = require('./userAuth');
const mockDatabase = require('./mockDatabase');

jest.mock('./database', () => mockDatabase);

describe('User Authentication', () => {
  test('successfully authenticates a valid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('validuser', 'correctpassword');
    expect(result).toBe(true);
  });

  test('fails to authenticate an invalid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('invaliduser', 'wrongpassword');
    expect(result).toBe(false);
  });
});

在此整合測(cè)試中，我們正在驗(yàn)證 UserAuth 模組是否正確與資料庫(kù)互動(dòng)以對(duì)使用者進(jìn)行身份驗(yàn)證。透過(guò)使用模擬資料庫(kù)，我們可以控制測(cè)試環(huán)境並專(zhuān)注於這些組件之間的整合。

端到端（E2E）測(cè)試透過(guò)模擬真實(shí)使用者與我們的應(yīng)用程式的交互，採(cǎi)用整體方法。這項(xiàng)技術(shù)可以幫助我們發(fā)現(xiàn)只有在系統(tǒng)所有部分協(xié)同工作時(shí)才可能出現(xiàn)的問(wèn)題。為此，我經(jīng)常使用 Cypress，一個(gè)強(qiáng)大的端到端測(cè)試框架。以下是登入表單的 Cypress 測(cè)試範(fàn)例：

describe('Login Form', () => {
  it('successfully logs in a user', () => {
    cy.visit('/login');
    cy.get('input[name="username"]').type('testuser');
    cy.get('input[name="password"]').type('testpassword');
    cy.get('button[type="submit"]').click();
    cy.url().should('include', '/dashboard');
    cy.contains('Welcome, Test User').should('be.visible');
  });
});

此 E2E 測(cè)試會(huì)自動(dòng)執(zhí)行導(dǎo)覽至登入頁(yè)面、輸入憑證、提交表單以及驗(yàn)證使用者是否已成功登入並重定向到儀表板的過(guò)程。從用戶(hù)的角度來(lái)看，此類(lèi)測(cè)試對(duì)於確保我們的應(yīng)用程式正常運(yùn)作非常寶貴。

模擬和存根是我經(jīng)常用來(lái)隔離正在測(cè)試的程式碼並控制外部相依性的行為的技術(shù)。這種方法在處理 API、資料庫(kù)或其他複雜系統(tǒng)時(shí)特別有用。以下是使用 Jest 模擬 API 呼叫的範(fàn)例：

function add(a, b) {
  return a + b;
}

test('add function correctly adds two numbers', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
  expect(add(-1, 1)).toBe(0);
  expect(add(0, 0)).toBe(0);
});

在此範(fàn)例中，我們模擬 axios 函式庫(kù)以傳回預(yù)先定義的使用者對(duì)象，而不是進(jìn)行實(shí)際的 API 呼叫。這使我們能夠單獨(dú)測(cè)試 fetchUserData 函數(shù)，而不依賴(lài)外部 API 的可用性或狀態(tài)。

程式碼覆蓋率是一個(gè)指標(biāo)，可以幫助我們了解測(cè)試執(zhí)行了多少程式碼庫(kù)。雖然 100% 覆蓋率並不能保證程式碼沒(méi)有錯(cuò)誤，但它是可能需要額外測(cè)試的區(qū)域的有用指標(biāo)。我使用 Istanbul（一種與 Jest 整合良好的程式碼覆蓋率工具）來(lái)產(chǎn)生覆蓋率報(bào)告。以下是如何設(shè)定 Jest 以使用 Istanbul：

const UserAuth = require('./userAuth');
const mockDatabase = require('./mockDatabase');

jest.mock('./database', () => mockDatabase);

describe('User Authentication', () => {
  test('successfully authenticates a valid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('validuser', 'correctpassword');
    expect(result).toBe(true);
  });

  test('fails to authenticate an invalid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('invaliduser', 'wrongpassword');
    expect(result).toBe(false);
  });
});

此配置告訴 Jest 收集覆蓋率信息，產(chǎn)生文字和 lcov 格式的報(bào)告，並在各種指標(biāo)中強(qiáng)制執(zhí)行 80% 的最小覆蓋率閾值。

實(shí)作這些測(cè)試技術(shù)顯著提高了我的 JavaScript 應(yīng)用程式的品質(zhì)和可靠性。然而，重要的是要記住測(cè)試是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程。隨著我們的程式碼庫(kù)的發(fā)展，我們的測(cè)試也應(yīng)該不斷發(fā)展。定期審查和更新我們的測(cè)試套件可確保其在捕獲錯(cuò)誤和回歸方面保持有效。

我發(fā)現(xiàn)特別有用的一個(gè)實(shí)踐是測(cè)試驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（TDD）。使用 TDD，我們?cè)趯?shí)作實(shí)際功能之前先編寫(xiě)測(cè)試。這種方法有助於澄清需求，指導(dǎo)我們的程式碼設(shè)計(jì)，並確保每項(xiàng)功能都有相應(yīng)的測(cè)試。以下是我如何使用 TDD 實(shí)作簡(jiǎn)單計(jì)算器功能的範(fàn)例：

describe('Login Form', () => {
  it('successfully logs in a user', () => {
    cy.visit('/login');
    cy.get('input[name="username"]').type('testuser');
    cy.get('input[name="password"]').type('testpassword');
    cy.get('button[type="submit"]').click();
    cy.url().should('include', '/dashboard');
    cy.contains('Welcome, Test User').should('be.visible');
  });
});

在這個(gè) TDD 範(fàn)例中，我們首先為每個(gè)計(jì)算器操作編寫(xiě)測(cè)試，包括被零除等邊緣情況。然後，我們實(shí)作 Calculator 類(lèi)別以使這些測(cè)試通過(guò)。這種方法確保我們的程式碼符合指定的要求，並從一開(kāi)始就具有全面的測(cè)試覆蓋率。

JavaScript 測(cè)試的另一個(gè)重要方面是處理非同步程式碼。 JavaScript 中的許多操作（例如 API 呼叫或資料庫(kù)查詢(xún)）都是非同步的。 Jest 提供了多種有效測(cè)試非同步程式碼的方法。這是測(cè)試非同步函數(shù)的範(fàn)例：

const axios = require('axios');
jest.mock('axios');

const fetchUserData = async (userId) => {
  const response = await axios.get(`https://api.example.com/users/${userId}`);
  return response.data;
};

test('fetchUserData retrieves user information', async () => {
  const mockUser = { id: 1, name: 'John Doe', email: 'john@example.com' };
  axios.get.mockResolvedValue({ data: mockUser });

  const userData = await fetchUserData(1);
  expect(userData).toEqual(mockUser);
  expect(axios.get).toHaveBeenCalledWith('https://api.example.com/users/1');
});

在此測(cè)試中，我們使用 async 函數(shù)和await 關(guān)鍵字來(lái)處理非同步 fetchData 操作。 Jest 在完成測(cè)試之前會(huì)自動(dòng)等待 Promise 解決。

隨著我們的應(yīng)用程式變得越來(lái)越複雜，我們經(jīng)常需要測(cè)試具有內(nèi)部狀態(tài)或依賴(lài)外部上下文的元件。對(duì)於 React 應(yīng)用程序，我使用 React 測(cè)試庫(kù)，它鼓勵(lì)以類(lèi)似於用戶(hù)與其互動(dòng)的方式測(cè)試元件。這是測(cè)試簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器組件的範(fàn)例：

function add(a, b) {
  return a + b;
}

test('add function correctly adds two numbers', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
  expect(add(-1, 1)).toBe(0);
  expect(add(0, 0)).toBe(0);
});

此測(cè)試渲染 Counter 元件，透過(guò)點(diǎn)擊按鈕模擬使用者交互，並驗(yàn)證顯示的計(jì)數(shù)是否已正確變更。

效能測(cè)試是確保 JavaScript 應(yīng)用程式順利運(yùn)行的另一個(gè)重要方面。雖然由於執(zhí)行時(shí)間可能較長(zhǎng)，將效能測(cè)試包含在常規(guī)測(cè)試套件中並不總是可行，但我們可以建立單獨(dú)的效能測(cè)試套件。以下是一個(gè)使用 Benchmark.js 函式庫(kù)來(lái)比較不同陣列排序演算法效能的範(fàn)例：

const UserAuth = require('./userAuth');
const mockDatabase = require('./mockDatabase');

jest.mock('./database', () => mockDatabase);

describe('User Authentication', () => {
  test('successfully authenticates a valid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('validuser', 'correctpassword');
    expect(result).toBe(true);
  });

  test('fails to authenticate an invalid user', async () => {
    const userAuth = new UserAuth();
    const result = await userAuth.authenticate('invaliduser', 'wrongpassword');
    expect(result).toBe(false);
  });
});

此效能測(cè)試比較了冒泡排序和快速排序演算法的執(zhí)行速度，幫助我們就在應(yīng)用程式中使用哪種演算法做出明智的決定。

當(dāng)我們開(kāi)發(fā)更複雜的應(yīng)用程式時(shí)，我們經(jīng)常需要測(cè)試程式碼在各種條件或不同輸入下的行為。基於屬性的測(cè)試是一種為我們的測(cè)試產(chǎn)生隨機(jī)輸入的技術(shù)，幫助我們發(fā)現(xiàn)邊緣情況和意外行為。 Fast-check 是 JavaScript 中基於屬性的測(cè)試的流行函式庫(kù)。這是一個(gè)例子：

describe('Login Form', () => {
  it('successfully logs in a user', () => {
    cy.visit('/login');
    cy.get('input[name="username"]').type('testuser');
    cy.get('input[name="password"]').type('testpassword');
    cy.get('button[type="submit"]').click();
    cy.url().should('include', '/dashboard');
    cy.contains('Welcome, Test User').should('be.visible');
  });
});

在這些測(cè)試中，快速檢查會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)整數(shù)並驗(yàn)證我們的 abs 函數(shù)對(duì)於所有輸入的行為是否正確。

隨著我們的測(cè)試套件的增長(zhǎng)，保持其組織性和可維護(hù)性非常重要。我發(fā)現(xiàn)有用的一項(xiàng)技術(shù)是使用描述區(qū)塊對(duì)相關(guān)測(cè)試進(jìn)行分組，並使用 beforeEach 和 afterEach 掛鉤來(lái)設(shè)定和拆除測(cè)試環(huán)境。這種方法可以保持我們的測(cè)試乾淨(jìng)並減少重複。這是一個(gè)例子：

const axios = require('axios');
jest.mock('axios');

const fetchUserData = async (userId) => {
  const response = await axios.get(`https://api.example.com/users/${userId}`);
  return response.data;
};

test('fetchUserData retrieves user information', async () => {
  const mockUser = { id: 1, name: 'John Doe', email: 'john@example.com' };
  axios.get.mockResolvedValue({ data: mockUser });

  const userData = await fetchUserData(1);
  expect(userData).toEqual(mockUser);
  expect(axios.get).toHaveBeenCalledWith('https://api.example.com/users/1');
});

隨著應(yīng)用程式的成長(zhǎng)，這種結(jié)構(gòu)化方法使我們的測(cè)試更具可讀性並且更易於維護(hù)。

總之，實(shí)作這些 JavaScript 測(cè)試技術(shù)顯著提高了我程式碼的品質(zhì)和可靠性。從驗(yàn)證單一功能的單元測(cè)試到模擬使用者互動(dòng)的端到端測(cè)試，每種技術(shù)在創(chuàng)建強(qiáng)大的應(yīng)用程式中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。透過(guò)結(jié)合模擬、程式碼覆蓋率分析和基於屬性的測(cè)試等先進(jìn)技術(shù)，我們可以在各種問(wèn)題到達(dá)生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)它們。請(qǐng)記住，有效的測(cè)試是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程，隨著我們的程式碼庫(kù)的發(fā)展而發(fā)展。透過(guò)持續(xù)應(yīng)用這些技術(shù)並根據(jù)需要調(diào)整我們的測(cè)試策略，我們可以建立更可靠、可維護(hù)和高品質(zhì)的 JavaScript 應(yīng)用程式。