如何使用FsCheck生成随机数作为基于属性的测试的输入

Question

我认为现在是时候尝试FsCheck,但事实证明它比我想象的更难.有很多文档Arb,生成器等等,但似乎没有任何关于如何应用这些知识的指导.或者我只是没有得到它.

可能让人更难理解的是,测试,属性,生成器,仲裁,缩小以及在我的情况下,随机性(一些测试自动生成随机数据,其他测试没有)之间的关系对我来说并不清楚.我没有Haskell背景,所以也没有多大帮助.

现在问题是:如何生成随机整数？

我的测试场景可以用乘法的属性来解释,比如分配:

static member  ``Multiplication is distributive`` (x: int64) y z =
    let res1 = x * (y + z)
    let res2 = x * y + x * z

    res1 = res2

// run it:
[<Test>]
static member FsCheckAsUnitTest() =
    Check.One({ Config.VerboseThrowOnFailure with MaxTest = 1000 }, ``Multiplication is distributive``)

当我使用Check.Verbose或NUnit集成运行时,我得到的测试序列如下:

0:
(-1L, -1L, -1L)
1:
(-1L, -1L, 0L)
2:
(-1L, -1L, -1L)
3:
(-1L, -1L, -1L)
4:
(-1L, 0L, -1L)
5:
(1L, 0L, 2L)
6:
(-2L, 0L, -1L)
7:
(-2L, -1L, -1L)
8:
(1L, 1L, -2L)
9:
(-2L, 2L, -2L)

经过1000次测试后,它还没有结束100L.不知怎的,我想象这会"自动"选择在整个范围内均匀分布的随机数int64,至少我是如何解释文档的.

既然没有,我开始尝试并提出如下的愚蠢解决方案来获得更高的数字:

type Generators = 
    static member arbMyRecord =
        Arb.generate<int64>
        |> Gen.where ((<) 1000L)
        |> Gen.three
        |> Arb.fromGen

但这变得非常缓慢,显然不是正确的方法.我确信必须有一个我缺少的简单解决方案.我尝试过Gen.choose(Int64.MinValue, Int64.MaxValue),但这只支持整数,而不是长期(但即使只是整数,我也无法让它工作).

最后,我需要一个适用于所有原始数值数据类型的解决方案,包括它们的最大值和分钟数,它们的零和一些,以及一些随机选择.

Answer 1

正如其他FsCheck问题所解释的那样,大多数Check函数的默认配置都有EndSize = 100.你可以增加这个数字,但你也可以按照你的建议使用Gen.choose.

尽管如此,int发电机仍然是故意表现良好的.它没有,例如,包括Int32.MinValue和Int32.MaxValue,因为这可能会导致溢出.

但是,FsCheck还配备了发生器,可以在整个范围内为您提供均匀的分布:Arb.Default.DoNotSizeInt16,Arb.Default.DoNotSizeUInt64等等.

对于浮点值,Arb.Default.Float32根据其文档,它会生成"任意浮点数,NaN,NegativeInfinity,PositiveInfinity,Maxvalue,MinValue,Epsilon相当频繁".

对于'just'任何数字都没有统一的API,因为F#没有类型类(这是你能在Haskell中表达的).

此外,我不确定您的典型单元测试框架是否能够运行通用测试,但至少在xUnit.net中,您可以使用此技巧来运行通用类型测试.

但具体来说,您可以使用FsCheck.Xunit编写上述测试:

open FsCheck
open FsCheck.Xunit

[<Property>]
let ``Multiplication is distributive`` () =
    Arb.generate<DoNotSize<int64>>
    |> Gen.map (fun (DoNotSize x) -> x)
    |> Gen.three
    |> Arb.fromGen
    |> Prop.forAll <| fun (x, y, z) ->

        let res1 = x * (y + z)
        let res2 = x * y + x * z

        res1 = res2

这可能假设没有溢出,但在运行了大约1,000,000个案例后,我还没有看到它失败.

但是,生成器确实看起来像从全部64位整数中挑选值:

> Arb.generate<DoNotSize<int64>> |> Gen.sample 1 10;;
val it : DoNotSize<int64> list =
  [DoNotSize -28197L; DoNotSize -123346460471168L; DoNotSize -28719L;
   DoNotSize -125588489564554L; DoNotSize -29241L;
   DoNotSize 7736726437182770284L; DoNotSize -2382327248148602956L;
   DoNotSize -554678787L; DoNotSize -1317194353L; DoNotSize -29668L]

请注意,即使我绑定了to 的size参数,它也会选择"任意"大的正负值.Gen.sample1