python单元测试之unittest框架使用总结

一、什么是单元测试

单元测试是用来对一个模块、一个函数或者一个类来进行正确性检验的测试工作。
比如对于函数abs()，我们可以编写的测试用例为：
（1）输入正数，比如1、1.2、0.99，期待返回值与输入相同
（2）输入复数，比如-1、-1.2、-0.99，期待返回值与输入相反
（3）输入0，期待返回0
（4）输入非数值类型，比如None、[]、{}、期待抛出TypeError
把上面这些测试用例放到一个测试模块里，就是一个完整的单元测试
 
二、unittest工作原理
unittest中最核心的四部分是：TestCase，TestSuite，TestRunner，TestFixture
（1）一个TestCase的实例就是一个测试用例。测试用例就是指一个完整的测试流程，包括测试前准备环境的搭建（setUp），执行测试代码（run），以及测试后环境的还原（tearDown）。元测试（unit test）的本质也就在这里，一个测试用例是一个完整的测试单元，通过运行这个测试单元，可以对某一个问题进行验证。
（2）而多个测试用例集合在一起，就是TestSuite，而且TestSuite也可以嵌套TestSuite。
（3）TestLoader是用来加载TestCase到TestSuite中的。
（4）TextTestRunner是来执行测试用例的，其中的run(test)会执行TestSuite/TestCase中的run(result)方法
（5）测试的结果会保存到TextTestResult实例中，包括运行了多少测试用例，成功了多少，失败了多少等信息。
 
综上，整个流程就是首先要写好TestCase，然后由TestLoader加载TestCase到TestSuite，然后由TextTestRunner来运行TestSuite，运行的结果保存在TextTestResult中，整个过程集成在unittest.main模块中。
 
三、下面举两个实例，来看看unittest如何测试一个简单的函数
（1）编写一个Dict类，这个类的行为和dict一致，但是可以通过属性来访问例如
>>> d = Dict(a=1, b=2)
>>> d['a']
1
>>> d.a
1

mydict.py代码如下：
class Dict(dict):
def __init__(self, **kw):
super(Dict, self).__init__(**kw)

def __getattr__(self, key):
try:
return self[key]
except KeyError:
raise AttributeError(r"'Dict' object has no attribute '%s'" % key)

def __setattr__(self, key, value):
self[key] = value


用于测试的文件mydict_test.py代码如下：
import unittest
from mydict import Dict

class TestDict(unittest.TestCase):
def test_init(self):
d = Dict(a=1, b='test')
self.assertEqual(d.a, 1) # 判断d.a是否等于1
self.assertEqual(d.b, 'test') # 判断d.b是否等于test
self.assertTrue(isinstance(d, dict)) # 判断d是否是dict类型

def test_key(self):
d = Dict()
d['key'] = 'value'
self.assertEqual(d.key, 'value')

def test_attr(self):
d = Dict()
d.key = 'value'
self.assertTrue('key' in d)
self.assertEqual(d['key'], 'value')

def test_keyerror(self):
d = Dict()
with self.assertRaises(KeyError): # 通过d['empty']访问不存在的key时，断言会抛出keyerror
value = d['empty']

def test_attrerror(self):
d = Dict()
with self.assertRaises(AttributeError): # 通过d.empty访问不存在的key时，我们期待抛出AttributeError
value = d.empty

if __name__ == '__main__':
unittest.main()

直接把mydict_test.py当普通的Python脚本运行即可
输出：
.....
----------------------------------------------------------------------
Ran 5 tests in 0.000s

OK

（2）测一个简单的加减乘除接口
mathfunc.py文件代码如下：
def add(a, b):
return a + b

def minus(a, b):
return a - b

def multi(a, b):
return a * b

def divide(a, b):
return a / b
test_mathfunc.py文件代码如下：
import unittest
from mathfunc import *

class TestMathFunc(unittest.TestCase):

def test_add(self):
self.assertEqual(3, add(1, 2))
self.assertNotEqual(3, add(2, 2))

def test_minus(self):
self.assertEqual(1, minus(3, 2))

def test_multi(self):
self.assertEqual(6, multi(3, 2))

def test_divide(self):
self.assertEqual(2, divide(6, 3))
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))

if __name__ == '__main__':
unittest.main()
输出：
.F..
======================================================================
FAIL: test_divide (__main__.TestDict)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "D:/pythonWorkspace/test_mathfunc.py", line 20, in test_divide
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))
AssertionError: 2.5 != 2

----------------------------------------------------------------------
Ran 4 tests in 0.000s

FAILED (failures=1)
可以看到一共运行了4个测试，失败了1个，并且给出了失败原因，2.5!=2，也就是说我们的divide方法是有问题的。
 
关于输出的几点说明：
1、在第一行给出了每一个用例执行的结果的标识，成功是.，失败是F，出错是E，跳过是S。从上面可以看出，测试的执行跟方法的顺序没有关系，divide方法写在了第4个，但是却在第2个执行。
2、每个测试方法均以test开头，否则不能被unittest识别
3、在uniitest.main()中加verbosity参数可以控制输出的错误报告的详细程度，默认是1，如果设为0， 则不输出每一用例的执行结果，即没有上面的结果中的第1行，如果设为2，则输出详细的执行结果，如下所示：
 
test_add (__main__.TestMathFunc) ... ok
test_divide (__main__.TestMathFunc) ... FAIL
test_minus (__main__.TestMathFunc) ... ok
test_multi (__main__.TestMathFunc) ... ok

======================================================================
FAIL: test_divide (__main__.TestMathFunc)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "D:/pythonWorkspace/test_mathfunc.py", line 20, in test_divide
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))
AssertionError: 2.5 != 2

----------------------------------------------------------------------
Ran 4 tests in 0.000s

FAILED (failures=1)

四、组织TestSuite
上面的测试用例在执行的时候没有按照顺序执行，如果想要让用例按照你设置的顺序执行就用到了TestSuite。我们添加到TestSuite中的case是会按照添加的顺序执行的。
现在我们只有一个测试文件，如果有多个测试文件，也可以用TestSuite组织起来。
继续上面第二加减乘除的例子，现在再新建一个文件，test_suite.py，代码如下：
# coding=utf-8
import unittest
from test_mathfunc import TestMathFunc

if __name__ == '__main__':
suite = unittest.TestSuite()

tests = [TestMathFunc("test_add"), TestMathFunc("test_minus"), TestMathFunc("test_divide")]
suite.addTests(tests)

runner = unittest.TextTestRunner(verbosity=2)
runner.run(suite)
执行结果如下：
test_add (test_mathfunc.TestMathFunc) ... ok
test_minus (test_mathfunc.TestMathFunc) ... ok
test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc) ... FAIL

======================================================================
FAIL: test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "D:\pythonWorkspace\HTMLTest\test_mathfunc.py", line 20, in test_divide
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))
AssertionError: 2.5 != 2

----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s

FAILED (failures=1)
五、将结果输出到文件
现在我们的测试结果只能输出到控制台，现在我们想将结果输出到文件中以便后续可以查看。
将test_suite.py进行一点修改，代码如下：
# coding=utf-8

import unittest
from test_mathfunc import TestMathFunc

if __name__ == '__main__':
suite = unittest.TestSuite()

tests = [TestMathFunc("test_add"), TestMathFunc("test_minus"), TestMathFunc("test_divide")]
suite.addTests(tests)

with open('UnittestTextReport.txt', 'a') as f:
runner = unittest.TextTestRunner(stream=f, verbosity=2)
runner.run(suite)


运行该文件，就会发现目录下生成了'UnittestTextReport.txt，所有的执行报告均输出到了此文件中。
 
六、test fixture的setUp和tearDown
当遇到要启动一个数据库这种情况时，只想在开始时连接上数据库，在结束时关闭连接。那么可以使用setUp和tearDown函数。
class TestDict(unittest.TestCase):

def setUp(self):
print 'setUp...'

def tearDown(self):
print 'tearDown...'

这两个方法在每个测试方法执行前以及执行后执行一次，setUp用来为测试准备环境，tearDown用来清理环境，以备后续的测试。
 
如果想要在所有case执行之前准备一次环境，并在所有case执行结束之后再清理环境，我们可以用setUpClass()与tearDownClass()，代码格式如下：
class TestMathFunc(unittest.TestCase):
@classmethod
def setUpClass(cls):
print "setUp"

@classmethod
def tearDownClass(cls):
print "tearDown"

七、跳过某个case
unittest提供了几种方法可以跳过case
（1）skip装饰器
 
代码如下
# coding=utf-8
import unittest
from mathfunc import *

class TestMathFunc(unittest.TestCase):

.....

@unittest.skip("i don't want to run this case.")
def test_minus(self):
self.assertEqual(1, minus(3, 2))

输出：
test_add (test_mathfunc.TestMathFunc) ... ok
test_minus (test_mathfunc.TestMathFunc) ... skipped "i don't want to run this case."
test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc) ... FAIL

======================================================================
FAIL: test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "D:\pythonWorkspace\HTMLTest\test_mathfunc.py", line 28, in test_divide
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))
AssertionError: 2.5 != 2

----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s

FAILED (failures=1, skipped=1)
skip装饰器一共有三个
unittest,skip(reason)：无条件跳过
unittest.skipIf(condition, reason)：当condition为True时跳过
unittest.skipUnless(condition, reason)：当condition为False时跳过

（2）TestCase.skipTest()方法
 class TestMathFunc(unittest.TestCase):
...
def test_minus(self):
self.skipTest('do not run this.')
self.assertEqual(1, minus(3, 2))

输出：
test_add (test_mathfunc.TestMathFunc) ... ok
test_minus (test_mathfunc.TestMathFunc) ... skipped 'do not run this.'
test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc) ... FAIL

======================================================================
FAIL: test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc)
----------------------------------------------------------------------
Traceback (most recent call last):
File "D:\pythonWorkspace\HTMLTest\test_mathfunc.py", line 20, in test_divide
self.assertEqual(2.5, divide(5, 2))
AssertionError: 2.5 != 2

----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s

FAILED (failures=1, skipped=1)

八、用HTMLTestRunner输出漂亮的HTML报告
txt格式的文本执行报告过于简陋，这里我们学习一下借助HTMLTestRunner生成HTML报告。首先需要下载HTMLTestRunner.py，并放到当前目录下，或者python目录下的Lib中，就可以导入运行了。
下载地址：http://tungwaiyip.info/software/HTMLTestRunner.html
 
将test_suite.py代码修改如下：
# coding=utf-8

import unittest
from test_mathfunc import TestMathFunc
from HTMLTestRunner import HTMLTestRunner

if __name__ == '__main__':
suite = unittest.TestSuite()

tests = [TestMathFunc("test_add"), TestMathFunc("test_minus"), TestMathFunc("test_divide")]
suite.addTests(tests)

with open('HTMLReport.html', 'w') as f:
runner = HTMLTestRunner(stream=f,
title = 'MathFunc Test Report',
description='generated by HTMLTestRunner.',
verbosity=2
)
runner.run(suite)

执行后，控制台输出如下：
ok test_add (test_mathfunc.TestMathFunc)
F test_divide (test_mathfunc.TestMathFunc)

Time Elapsed: 0:00:00.001000
生成的html：
 


 
九、总结
1、unittest是python自带的单元测试框架，我们可以用其来作为我们自动化测试框架的用例组织执行框架。
2、unittest的流程：写好TestCase，然后由TestLoader加载TestCase到TestSuite，然后由TextTestRunner来运行TestSuite，运行的结果保存在TextTestResult中，我们通过命令行或者unittest.main()执行时，main会调用TextTestRunner中的run来执行，或者我们可以直接通过TextTestRunner来执行用例。
3、一个class继承unittest.TestCase即是一个TestCase，其中以 test 开头的方法在load时被加载为一个真正的TestCase。
4、verbosity参数可以控制执行结果的输出，0 是简单报告、1 是一般报告、2 是详细报告。
5、可以通过addTest和addTests向suite中添加case或suite，可以用TestLoader的loadTestsFrom__()方法。
6、用 setUp()、tearDown()、setUpClass()以及 tearDownClass()可以在用例执行前布置环境，以及在用例执行后清理环境
7、我们可以通过skip，skipIf，skipUnless装饰器跳过某个case，或者用TestCase.skipTest方法。
8、参数中加stream，可以将报告输出到文件：可以用TextTestRunner输出txt报告，以及可以用HTMLTestRunner输出html报告。