Rust 中的单元测试、模拟和特征

Kla*_*ein 5 tdd unit-testing mocking traits rust

我目前正在构建一个严重依赖文件 IO 的应用程序,所以很明显我的代码的很多部分都有File::open(file).

做一些集成测试没问题,我可以轻松设置文件夹来加载它所需的文件和场景。

问题出现在我想要进行单元测试和代码分支的任何地方。我知道有很多模拟库声称可以模拟,但我觉得我最大的问题是代码设计本身。

比方说,我会用任何面向对象的语言(示例中的 java)执行相同的代码,我可以编写一些接口,并且在测试中简单地覆盖我想要模拟的默认行为,设置 a fake ClientRepository,无论重新实现什么固定回报,或使用一些模拟框架,如 mockito。


public interface ClientRepository {
   Client getClient(int id)
}

public class ClientRepositoryDB {
   
  private ClientRepository repository;
  
  //getters and setters

  public Client getClientById(int id) {
    Client client = repository.getClient(id);

    //Some data manipulation and validation
  }
}

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但是我无法在 Rust 中获得相同的结果,因为我们最终将数据与行为混合在一起。

RefCell 文档中,有一个与我在 java 上给出的示例类似的示例。一些答案指向特征、clojures条件编译

我们可能会在测试中带来一些场景,第一个是某些 mod.rs 中的公共功能



#[derive(Serialize, Deserialize, Debug, Clone)]
pub struct SomeData {
    pub name: Option<String>,
    pub address: Option<String>,
}


pub fn get_some_data(file_path: PathBuf) -> Option<SomeData> {
    let mut contents = String::new();


    match File::open(file_path) {
        Ok(mut file) => {
            match file.read_to_string(&mut contents) {
                Ok(result) => result,
                Err(_err) => panic!(
                    panic!("Problem reading file")
                ),
            };
        }
        Err(err) => panic!("File not find"),
    }
    
    // using serde for operate on data output
    let some_data: SomeData = match serde_json::from_str(&contents) {
        Ok(some_data) => some_data,
        Err(err) => panic!(
            "An error occour when parsing: {:?}",
            err
        ),
    };

    //we might do some checks or whatever here
    Some(some_data) or None
}


mod test {

    use super::*;
    
    #[test]
    fn test_if_scenario_a_happen() -> std::io::Result<()> {
       //tied with File::open
       let some_data = get_some_data(PathBuf::new);

        assert!(result.is_some());

        Ok(())
    }


    #[test]
    fn test_if_scenario_b_happen() -> std::io::Result<()> {
       //We might need to write two files, and we want to test is the logic, not the file loading itself
       let some_data = get_some_data(PathBuf::new);

        assert!(result.is_none());

        Ok(())
    }
}
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第二个相同的函数成为一个特征并且一些结构实现了它。




#[derive(Serialize, Deserialize, Debug, Clone)]
pub struct SomeData {
   pub name: Option<String>,
   pub address: Option<String>,
}

trait GetSomeData {
   fn get_some_data(&self, file_path: PathBuf) -> Option<SomeData>;
}

pub struct SomeDataService {}

impl GetSomeData for SomeDataService {
   fn get_some_data(&self, file_path: PathBuf) -> Option<SomeData> {
       let mut contents = String::new();

       match File::open(file_path) {
           Ok(mut file) => {
               match file.read_to_string(&mut contents) {
                   Ok(result) => result,
                   Err(_err) => panic!("Problem reading file"),
               };
           }
           Err(err) => panic!("File not find"),
       }
       // using serde for operate on data output
       let some_data: SomeData = match serde_json::from_str(&contents) {
           Ok(some_data) => some_data,
           Err(err) => panic!("An error occour when parsing: {:?}", err),
       };

       //we might do some checks or whatever here
       Some(some_data) or None
   }
}

impl SomeDataService {
   pub fn do_something_with_data(&self) -> Option<SomeData> {

       self.get_some_data(PathBuf::new())
   }
}


mod test {

   use super::*;
   
   #[test]
   fn test_if_scenario_a_happen() -> std::io::Result<()> {
      //tied with File::open
      let service = SomeDataService{}

      let some_data = service.do_something_with_data(PathBuf::new);

       assert!(result.is_some());

       Ok(())
   }

}
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在这两个例子中,我们很难对它进行单元测试,因为我们绑定了File::open,当然,这可能会扩展到任何非确定性函数,如时间、数据库连接等。

您将如何设计此代码或任何类似的代码,以便更轻松地进行单元测试和更好的设计?

抱歉,帖子太长了。

~~土豆图~~

use*_*342 9

您将如何设计这段代码或任何类似的代码,以便更容易进行单元测试和更好的设计?

一种方法是对get_some_data()输入流进行通用化。该std::io模块Read为您可以读取的所有内容定义了一个特征,因此它可能如下所示(未经测试):

use std::io::Read;

pub fn get_some_data(mut input: impl Read) -> Option<SomeData> {
    let mut contents = String::new();
    input.read_to_string(&mut contents).unwrap();
    ...
}
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您可以get_some_data()使用输入进行调用,例如get_some_data(File::open(file_name).unwrap())get_some_data(&mut io::stdin::lock())等。测试时,您可以在字符串中准备输入并将其称为get_some_data(io::Cursor::new(prepared_data))

至于特征示例,我认为您误解了如何将模式应用到代码中。您应该使用该特征来将获取数据与处理数据分离,就像在 Java 中使用接口一样。该get_some_data()函数将接收一个已知实现该特征的对象。

与 OO 语言中的代码更相似的代码可能会选择使用特征对象

trait ProvideData {
    fn get_data(&self) -> String
}

struct FileData(PathBuf);

impl ProvideData for FileData {
    fn get_data(&self) -> String {
        std::fs::read(self.0).unwrap()
    }
}

pub fn get_some_data(data_provider: &dyn ProvideData) -> Option<SomeData> {
    let contents = data_provider.get_data();
    ...
}

// normal invocation:
// let some_data = get_some_data(&FileData("file name".into()));
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在测试中,您只需创建该特征的不同实现 - 例如:

#[cfg(test)]
mod test {
    struct StaticData(&'static str);

    impl ProvideData for StaticData {
        fn get_data(&self) -> String {
            self.0.to_string()
        }
    }

    #[test]
    fn test_something() {
        let some_data = get_some_data(StaticData("foo bar"));
        assert!(...);
    }
}
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Kla*_*ein 7

首先感谢@user4815162342对trait的启发。以他的答案为基础,我用自己的解决方案解决了这个问题。

首先,我构建了提及的特征,以更好地设计我的代码:


trait ProvideData {
    fn get_data(&self) -> String
}

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但我遇到了一些问题,因为有大量糟糕的设计代码,并且在运行测试之前我必须模拟很多代码,例如下面的代码。


pub fn some_function() -> Result<()> {
   let some_data1 = some_non_deterministic_function(PathBuf::new())?;

   let some_data2 = some_non_deterministic_function_2(some_data1);

   match some_data2 {
      Ok(ok) => Ok(()),
      Err(err) => panic!("something went wrong"),
   }
}

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我需要更改几乎所有函数签名以接受Fn,这不仅会更改我的大部分代码,而且实际上会使其难以阅读,因为我更改的大部分代码仅用于测试目的。


pub fn some_function(func1: Box<dyn ProvideData>, func2: Box<dyn SomeOtherFunction>) -> Result<()> {
   let some_data1 = func1(PathBuf::new())?;

   let some_data2 = func2(some_data1);

   match some_data2 {
      Ok(ok) => Ok(()),
      Err(err) => panic!("something went wrong"),
   }
}

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更深入地阅读 Rust 文档,我稍微改变了实现。

  1. 更改几乎所有代码以使用特征和结构(很多代码是公共函数)

trait ProvideData {
    fn get_data(&self) -> String;
}

struct FileData(PathBuf);

impl ProvideData for FileData {
    fn get_data(&self) -> String {
        String::from(format!("Pretend there is something going on here with file {}", self.0.to_path_buf().display()))
    }
}

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  1. new在结构中添加默认实现的函数,并使用动态调度函数添加具有默认实现的构造函数。

struct SomeData(Box<dyn ProvideData>);

impl SomeData {
    pub fn new() -> SomeData {
        let file_data = FileData(PathBuf::new());

        SomeData {
            0: Box::new(file_data)
        }
    }

    pub fn get_some_data(&self) -> Option<String> {
        let contents = self.0.get_data();
        
        Some(contents)
    }
}

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  1. 由于构造函数是私有的,我们可以防止用户注入代码,并且可以出于测试目的自由更改内部实现,并且集成测试保持顺利运行。


fn main() {
    //When the user call this function, it would no know that there is multiple implementations for it.

    let some_data = SomeData::new();
    
    assert_eq!(Some(String::from("Pretend there is something going on here with file ")),some_data.get_some_data());
    
    println!("HEY WE CHANGE THE INJECT WITHOUT USER INTERATION");
}

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最后,由于我们在声明范围内进行测试,因此即使是私有的,我们也可能会更改注入:



fn main() {
    //When the user call this function, it would no know that there is multiple implementations for it.

    let some_data = SomeData::new();
    
    assert_eq!(Some(String::from("Pretend there is something going on here with file ")),some_data.get_some_data());
    
    println!("HEY WE CHANGE THE INJECT WITHOUT USER INTERATION");
}

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结果代码可以在 Rust Playground 中看到,希望这可以帮助用户设计他们的代码。

https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2018&gist=62348977502accfed55fa4600d149bcd