4.3.5 自底向上实现与单元测试

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2023-12-01

4.3.5 自底向上实现与单元测试

自顶向下设计设计是创建层次化的模块结构的过程，而从实现的角度看，我们又是采取了相反的过程，即自底向上的实现。从结构图的底层开始实现每一个函数，然后上一层模块自然得到实现。就这样自底向上，直至主程序得到完全的实现。

在模块化编程中，测试程序最适合采用单元测试技术，即先分别测试每一个小模块，然后再逐步测试较大的模块，直至最后测试完整程序。以 calendar 程序为例，当我们实现了 days(y,m)函数后，就应该来测试此函数是否能完成预定的功能——返回 y 年 m+1 月有多少天。我们可以将 days(y,m)的定义存入一个模块文件（假设文件名是 moduletest.py），然后导入该文件并测试函数。下面是测试 days 函数的一个会话过程：

>>> from moduletest import days
>>> days(1900,0)
31
>>> days(1900,1)
28
>>> days(1900,11)
31
>>> days(2000,1)
29
>>> days(2012,1)
29
>>> days(2012,10)
30

注意，测试时应当使测试数据尽量覆盖所有关键情形。在我们的测试例子中，测试了合法数据的边界情形 1900 年 1 月，也测试了 1900 年 2 月（这个年份虽然能被 4 整除但却不是闰年），还测试了 2000 年（能被 400 整除）是否闰年。所有测试结果都表明这个函数实现正确。

单元测试技术独立地测试每一个函数，这样能更容易定位程序错误。如果较小模块都正确，那么由它们组成的较大模块出现错误的可能性也就较小。最终测试完整程序时，就更有希望通过测试。

最后，为了完整起见，我们将前面所有的代码汇集起来列在下面。

【程序 4.8】calendar.py

# calendar.py
def getYear():
    print "This program prints the calendar of a given year." 
    year = input("Please enter a year (after 1900): ")
    return year
def firstDay(year):
    k = leapyears(year)
    n = (year - 1900) * 365 + k return (n + 1) % 7
def leapyears(year): count = 0
    for y in range(1900,year):
        if y%4 == 0 and (y%100 != 0 or y%400 == 0): 
            count = count + 1
    return count
def printCalendar(year,w): print
    print "=========== " + str(year) + " =========="
    first = w
    for month in range(12):
        heading(month)
        first = oneMonth(year,month,first)
def heading(m):
    months = ["Jan","Feb","Mar","Apr","May","Jun","Jul","Aug","Sept","Oct","Nov","Dec"]
    print " %s " % (months[m]) 
    print "Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun"
def oneMonth(year,month,first): d = days(year,month)
    frame = layout(first,d) 
    printMonth(frame) return (first + d) % 7
def days(y,m):
    month_days = [31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31]
    d = month_days[m]
    if (m == 1) and (y%4 == 0 and (y%100 != 0 or y%400 == 0)): 
        d = d + 1
    return d
def layout(first,d): frame = 42 * [""] 
    if first == 0:
        first = 7 
    j = first - 1
    for i in range(1,d+1): 
        frame[j] = i
        j = j + 1 
    return frame
def printMonth(frame): 
    for i in range(42):
        print "%3s" % (frame[i]), 
        if (i+1)%7 == 0:
            print
def main():
    year = getYear()
    w = firstDay(year) 
    printCalendar(year,w)
main()

图 4.11 显示了本程序的一次运行结果，可见程序是正确的（注意 2012 是闰年）。当然，输出的日历在格式上还可以美化，例如将两三个月的日历放在同一排上之类。读者不妨自行设计修改。

[图片丢失]

图 4.11 calendar 程序的运行示例