Java学习第十六部分——JUnit框架

JUnit 主要用于单元测试，即对程序中的最小可测试部分（通常是方法）进行测试。它有如下作用：
- **验证代码的正确性**： 通过编写测试用例，确保代码的功能符合预期。
- **提高代码质量**： 通过测试发现潜在的错误和漏洞。
- **支持敏捷开发**： 在持续集成和持续交付（CI/CD）中，JUnit 测试可以快速反馈代码问题，帮助团队快速迭代。
**- **降低维护成本**：**当代码修改后，通过运行测试用例可以快速发现是否引入了新的问题。

三.版本

JUnit 有多个版本，目前最常用的是 JUnit 4 和 JUnit 5：
- **JUnit 4**： 广泛使用注解（如`@Test`、`@Before`、`@After`等），是 Java 开发中常用的版本。
**- **JUnit 5**：**是 JUnit 的最新版本，引入了新的注解和扩展机制，提供了更好的模块化支持和更灵活的测试生命周期管理。

四.优势

- **简单易用**： 提供了丰富的注解和断言方法，易于上手。
- **集成性强**： 与大多数 Java IDE 和构建工具（如 Maven、Gradle）无缝集成。
**- **可扩展性**：**支持自定义扩展，可以满足复杂的测试需求。

五.局限性

- **仅支持单元测试**： 对于集成测试和端到端测试，需要结合其他工具（如 TestNG 或 Selenium）。
- **学习曲线**：虽然简单，但对于初学者来说，理解测试生命周期和断言机制可能需要一些时间。

六.发展方向

JUnit 5 是目前的主要发展方向，它将继续优化测试生命周期管理、扩展机制和模块化支持。同时，JUnit 也在不断与其他测试工具和框架（如 Mockito、Spring Test）进行更紧密的集成。并且， JUnit 是 Java 开发中不可或缺的工具之一，通过合理使用 JUnit，可以显著提高代码质量和开发效率。

七.核心组件

1.测试用例

测试用例是 JUnit 的基本单元，通常是一个 Java 类，继承自`TestCase`（JUnit 3）或使用注解（JUnit 4 和 JUnit 5）。

public class CalculatorTest {

@Test

public void testAdd() {

Calculator calc = new Calculator();

assertEquals(5, calc.add(2, 3));

}

2.断言（Assertions）

断言用于验证测试结果是否符合预期。JUnit 提供了多种断言方法：

`assertEquals(expected, actual)`：验证实际值是否等于预期值。
`assertTrue(condition)`：验证条件是否为真。
`assertNotNull(object)`：验证对象是否不为`null`。
`assertThrows`（JUnit 5）：验证是否抛出了预期的异常。

3.测试生命周期

JUnit 提供了测试生命周期的注解，用于在测试前后执行特定的代码：
- **JUnit 4**

`@Before`：在每个测试方法之前执行。
`@After`：在每个测试方法之后执行。
`@BeforeClass`：在所有测试方法之前执行一次。
`@AfterClass`：在所有测试方法之后执行一次。
- **JUnit 5**
`@BeforeEach`：在每个测试方法之前执行。
`@AfterEach`：在每个测试方法之后执行。
`@BeforeAll`：在所有测试方法之前执行一次。
`@AfterAll`：在所有测试方法之后执行一次。

4.测试运行器

JUnit 使用测试运行器来执行测试用例。常用的运行器包括：

`JUnitCore`：用于命令行运行测试。
IDE 内置的测试运行器（如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse）：方便开发者在开发环境中直接运行测试。

八.简单示例

JUnit 4 示例：

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Before;

import org.junit.Test;

public class CalculatorTest {

private Calculator calc;

@Before

public void setUp() {

calc = new Calculator();

}

@Test

public void testAdd() {

assertEquals(5, calc.add(2, 3));

}

@Test

public void testSubtract() {

assertEquals(1, calc.subtract(3, 2));

}

JUnit 5 示例：

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;

import org.junit.jupiter.api.Test;

public class CalculatorTest {

private Calculator calc;

@BeforeEach

public void setUp() {

calc = new Calculator();

}

@Test

public void testAdd() {

assertEquals(5, calc.add(2, 3));

}

@Test

public void testSubtract() {

assertEquals(1, calc.subtract(3, 2));

}

九.JUnit 4 与 JUnit 5 的区别

- **注解变化**： JUnit 5 引入了新的注解（如`@DisplayName`、`@Nested`等），提供了更灵活的测试组织方式。
- **扩展机制**： JUnit 5 提供了更强大的扩展机制，支持自定义扩展。
- **模块化支持**： JUnit 5 更好地支持 Java 9 的模块化特性。
**- **异常处理**：**JUnit 5 提供了更简洁的异常测试方法（如`assertThrows`）。

十.idea项目实战

1.在idea中创建Java项目，注意选择"Maven"

2.将"pom.xml"文件内容替换成下面内容

复制代码

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>simple-junit-project</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>11</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>11</maven.compiler.target>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- JUnit 5 -->
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
            <version>5.9.2</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
            <artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>
            <version>5.9.2</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                <version>3.0.0-M7</version>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>
</project>

3.重新加载Maven项目，直到不再报错

4.按下图创建对应项目和Java类文件

5.两个Java类文件代码内容如下，替换即可

java 复制代码


package com.example;

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public int subtract(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

java 复制代码

package com.example;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class CalculatorTest {
    private Calculator calculator;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        calculator = new Calculator();
    }

    @Test
    void testAdd() {
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3), "2 + 3 should equal 5");
    }

    @Test
    void testSubtract() {
        assertEquals(1, calculator.subtract(3, 2), "3 - 2 should equal 1");
    }
}

6.运行测试类，结果如下

7.代码解释如下

对于pom.xml

<modelVersion> ：定义了 POM 文件的版本，通常是 4.0.0。
<groupId> ：定义了项目的唯一标识，通常是反向域名形式，例如 com.example。
<artifactId> ：定义了项目的名称，例如 simple-junit-project。
<version> ：定义了项目的版本号，例如 1.0-SNAPSHOT。
<properties>：定义了一些常用的属性，例如 Java 编译版本和字符编码。
<dependencies>：定义了项目依赖的库。这里我们添加了 JUnit 5 的依赖，用于编写和运行单元测试。
- junit-jupiter-api：JUnit 5 的核心 API，用于编写测试用例。
- junit-jupiter-engine：JUnit 5 的测试引擎，用于运行测试用例。
<build>：定义了项目的构建配置。
- maven-surefire-plugin：用于运行测试的 Maven 插件。

对于Calculator 类

add 方法 ：接收两个整数参数 a 和 b，返回它们的和。
subtract 方法 ：接收两个整数参数 a 和 b，返回它们的差。

对于CalculatorTest 类

@BeforeEach 注解 ：setUp 方法会在每个测试方法运行之前被调用。这里用于初始化 Calculator 对象。
@Test 注解：标记这是一个测试方法。
testAdd 方法：
- 调用 calculator.add(2, 3)，计算结果。
- 使用 assertEquals 断言方法，验证计算结果是否等于预期值 5。
- 第三个参数是断言失败时的错误信息。
testSubtract 方法：
- 调用 calculator.subtract(3, 2)，计算结果。
- 使用 assertEquals 断言方法，验证计算结果是否等于预期值 1。