软件系统的开发是一个很复杂的过程，随着系统复杂性的提高，代码中隐藏的 bug 也可能变得越来越多。为了保证软件的质量，测试是一个必不可少的部分，甚至还有测试驱动开发（Test-driven development, TDD）的理念，也就是先测试再编码。

在计算机编程中，单元测试（Unit Testing）又称为模块测试，是针对程序模块（软件设计的最小单位）来进行正确性检验的测试工作，所谓的单元是指一个函数，一个模块，一个类等。

在 Python 中，我们可以使用 unittest 模块编写单元测试。

下面以官方文档的例子进行介绍，该例子对字符串的一些方法进行测试：

# -*- coding: utf-8 -*-
import unittest
class TestStringMethods(unittest.TestCase):
    def test_upper(self):
        self.assertEqual('foo'.upper(), 'FOO')    # 判断两个值是否相等
    def test_isupper(self):
        self.assertTrue('FOO'.isupper())          # 判断值是否为 True
        self.assertFalse('Foo'.isupper())         # 判断值是否为 False
    def test_split(self):
        s = 'hello world'
        self.assertEqual(s.split(), ['hello', 'world'])
        # check that s.split fails when the separator is not a string
        with self.assertRaises(TypeError):         # 检测异常
            s.split(2)

在上面，我们定义了一个 TestStringMethods 类，它从 unittest.TestCase 继承。注意到，我们的方法名都是以 test 开头，表明该方法是测试方法，不以 test 开头的方法测试的时候不会被执行。

在方法里面，我们使用了断言（assert）判断程序运行的结果是否和预期相符。其中：

• assertEqual 用于判断两个值是否相等；
• assertTrue/assertFalse 用于判断表达式的值是 True 还是 False；
• assertRaises 用于检测异常；

断言方法主要有三种类型：

• 检测两个值的大小关系：相等，大于，小于等
• 检查逻辑表达式的值：True/Flase
• 检查异常

下面列举了部分常用的断言方法：

现在，让我们来运行上面的单元测试，将上面的代码保存为文件 mytest.py，通过 -m unittest 参数运行单元测试：

$ python -m unittest mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... ok

执行结果：

...
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK

上面的结果表明测试通过，我们也可以加 -v 参数得到更加详细的测试结果：

$ python -m unittest -v mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... ok
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK

上面这种运行单元测试的方法是我们推荐的做法，当然，你也可以在代码的最后添加两行：

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

然后再直接运行：

$ python mytest.py

setUp 和 tearDown

在某些情况下，我们需要在每个测试方法执行前和执行后做一些相同的操作，比如我们想在每个测试方法执行前连接数据库，执行后断开数据库连接，为了避免在每个测试方法中编写同样的代码，我们可以使用 setUp 和 tearDown 方法，比如：

# -*- coding: utf-8 -*-
import unittest
class TestStringMethods(unittest.TestCase):
    def setUp(self):                              # 在每个测试方法执行前被调用
        print 'setUp, Hello'
    def tearDown(self):                           # 在每个测试方法执行后被调用
        print 'tearDown, Bye!'
    def test_upper(self):
        self.assertEqual('foo'.upper(), 'FOO')    # 判断两个值是否相等
    def test_isupper(self):
        self.assertTrue('FOO'.isupper())          # 判断值是否为 True
        self.assertFalse('Foo'.isupper())         # 判断值是否为 False
    def test_split(self):
        s = 'hello world'
        self.assertEqual(s.split(), ['hello', 'world'])
        # check that s.split fails when the separator is not a string
        with self.assertRaises(TypeError):         # 检测异常
            s.split(2)

看看执行结果：

$ python -m unittest -v mytest
test_isupper (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
test_split (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
test_upper (mytest.TestStringMethods) ... setUp, Hello
tearDown, Bye!
ok
----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s
OK

小结

• 通过从 unittest.TestCase 继承来编写测试类。
• 使用断言方法判断程序运行的结果是否和预期相符。
• setUp 在每个测试方法执行前被调用，tearDown 在每个测试方法执行后被调用。

参考资料

• unittest — Unit testing framework — Python 2.7.12 documentation
• python单元测试unittest | Lucia Garden
• 单元测试 - 廖雪峰的官方网站
• 单元测试 - 维基百科，自由的百科全书
• “单元测试要做多细？” | 酷 壳 - CoolShell.cn