如何编写和运行go语言单元测试？

单元测试可以帮助开发者及时发现代码中的错误，提高代码质量，当代码库变更时，单元测试可以快速发现新引入的回归错误；在 Go 语言中，单元测试是确保代码质量和稳定性的重要工具。Go 提供了一个强大的 testing 包，使得编写和运行测试变得高效而简便。

Golang 单元测试基础

在 Go 中，测试函数以 TestXxx 命名，其中 Xxx 是测试函数的名称，必须以大写字母开头。这些测试函数会被 go test 命令自动执行。以下是一个基本的测试函数示例：

package abs

import "testing"

// TestAbs 测试 Abs 函数的行为
func TestAbs(t *testing.T) {
    got := Abs(-1)
    if got != 1 {
        t.Errorf("Abs(-1) = %d; want 1", got)
    }
}

Golang 单元测试文件的组织

为了使测试与生产代码分开，Go 要求将测试代码放在单独的文件中。这些文件的名称必须以 _test.go 结尾。例如，如果我们正在测试一个名为 abs 的包，那么测试文件应该命名为 abs_test.go。

同包测试

如果测试文件和被测试的代码在同一个包中，那么测试文件可以访问该包的未导出的标识符。这使得测试可以更细粒度地检查包的内部实现。以下是一个同包测试的例子：

package abs

import "testing"

// TestAbs 测试 Abs 函数的行为
func TestAbs(t *testing.T) {
    got := Abs(-1)
    if got != 1 {
        t.Errorf("Abs(-1) = %d; want 1", got)
    }
}

测试文件与被测试的包处于同一目录下时，可以直接调用 Abs 函数，即使它是未导出的。

黑盒测试

如果测试文件和被测试的代码在不同的包中，测试文件必须显式导入被测试的包，并且只能访问其导出的标识符。这种测试方式被称为"黑盒测试"，因为测试者不需要了解被测试包的内部实现细节。以下是一个黑盒测试的例子：

package abs_test

import (
    "testing"
    "path_to_pkg/abs"
)

// TestAbs 测试 Abs 函数的行为
func TestAbs(t *testing.T) {
    got := abs.Abs(-1)
    if got != 1 {
        t.Errorf("Abs(-1) = %d; want 1", got)
    }
}

在这段代码中，测试文件位于一个不同的包 abs_test 中，我们通过导入 abs 包来访问其导出的函数。

基准测试（Benchmarks）

基准测试用于测量代码的性能。基准测试函数以 BenchmarkXxx 命名，其中 Xxx 是基准测试函数的名称，必须以大写字母开头。基准测试函数的参数是 *testing.B 类型。基准测试函数的目标是运行代码 b.N 次，以确保性能测量的可靠性。以下是一个基准测试的示例：

package abs

import (
    "math/rand"
    "testing"
)

// BenchmarkRandInt 基准测试 rand.Int 的性能
func BenchmarkRandInt(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        rand.Int()
    }
}

BenchmarkRandInt 用于测试rand.Int 函数的性能。基准测试会多次运行，直到测试时间足够长以提供可靠的结果。测试输出会显示每秒执行的次数以及每次操作的平均时间，例如：

BenchmarkRandInt-8   	68453040	        17.8 ns/op

这表示循环运行了 68,453,040 次，每次操作的时间为 17.8 纳秒。