PHP `Test-Driven Development (TDD)`：单元测试、集成测试与行为测试

大家好，我是你们今天的PHP TDD讲师。今天咱们不搞那些虚头巴脑的，直接开门见山，聊聊PHP的Test-Driven Development (TDD)。保证让你们听完之后，不仅知道TDD是啥玩意儿，还能上手写几个测试玩玩。

一、啥是TDD？说人话！

TDD，Test-Driven Development，翻译过来就是“测试驱动开发”。但如果你觉得这翻译能让你明白，那我只能说，你厉害！

咱们换个说法：先写测试，再写代码。就好像你想要盖一栋房子，不是先搬砖，而是先画好蓝图，告诉工人房子要长啥样，然后工人才能按照蓝图盖房子。

TDD的核心思想就是：用测试来驱动代码的编写。

二、TDD的三个阶段：红-绿-重构

TDD的过程可以简单概括为三个阶段：

红 (Red): 先写一个失败的测试。这个测试要明确地描述你想要代码实现的功能。因为你还没有写任何代码，所以测试肯定是失败的，这很正常。
绿 (Green): 写最少量的代码，让测试通过。注意，这里的目标不是写出完美的代码，而是让测试通过。能跑就行，别想太多。
重构 (Refactor): 在测试通过的基础上，重构你的代码。去除重复、提高可读性、优化性能等等。保证代码质量的同时，测试依然能通过。

这三个阶段循环往复，直到你完成所有功能。

三、TDD的分类：单元测试、集成测试、行为测试

TDD不是只有一种测试，而是根据测试的粒度，可以分为三种：

测试类型	目标	范围	速度	例子
单元测试	测试代码的最小单元（通常是一个类或方法）	独立的代码单元，与其他部分隔离	非常快	测试一个计算器类的`add()`方法是否能正确计算两个数的和。
集成测试	测试多个单元之间的交互是否正常	多个单元的组合，测试它们之间的协作	较快	测试用户注册流程，包括验证用户输入、保存用户信息到数据库、发送欢迎邮件等。
行为测试	测试系统是否满足用户的需求	整个系统或部分系统，从用户的角度出发	慢	测试用户是否能够成功登录系统。

四、实战演练：用TDD开发一个简单的计算器类

咱们来用TDD开发一个简单的计算器类，包含加法和减法两个方法。

1. 单元测试：

首先，我们需要一个测试框架。PHPUnit是最流行的PHP单元测试框架。如果你还没安装，可以使用Composer安装：

composer require --dev phpunit/phpunit

接下来，创建一个名为CalculatorTest.php的测试文件，放在tests目录下（你需要自己创建这个目录）。

<?php

use PHPUnitFrameworkTestCase;

class CalculatorTest extends TestCase
{
    public function testAdd()
    {
        $calculator = new Calculator();
        $result = $calculator->add(2, 3);
        $this->assertEquals(5, $result);
    }

    public function testSubtract()
    {
        $calculator = new Calculator();
        $result = $calculator->subtract(5, 2);
        $this->assertEquals(3, $result);
    }
}

2. 运行测试（红）：

打开终端，进入项目根目录，运行以下命令：

./vendor/bin/phpunit tests/CalculatorTest.php

你会看到测试失败，因为我们还没有创建Calculator类。

3. 创建Calculator类（绿）：

现在，创建一个名为Calculator.php的文件，放在src目录下（你也需要自己创建这个目录）。

<?php

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

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

4. 再次运行测试（绿）：

再次运行测试命令：

./vendor/bin/phpunit tests/CalculatorTest.php

这次，你会看到测试通过了！

5. 重构（重构）：

虽然我们的代码很简单，但我们仍然可以进行一些重构。例如，我们可以添加类型声明，使代码更清晰。

现在，我们的Calculator类已经完成了。

五、集成测试：模拟用户注册流程

假设我们有一个用户注册流程，包括验证用户输入、保存用户信息到数据库、发送欢迎邮件等。我们可以使用集成测试来测试这个流程是否正常。

1. 创建测试文件：

创建一个名为RegisterTest.php的测试文件，放在tests目录下。

<?php

use PHPUnitFrameworkTestCase;

class RegisterTest extends TestCase
{
    public function testRegisterSuccess()
    {
        // 模拟用户输入
        $userData = [
            'username' => 'testuser',
            'password' => 'password123',
            'email' => '[email protected]',
        ];

        // 创建注册服务
        $registerService = new RegisterService();

        // 执行注册
        $result = $registerService->register($userData);

        // 断言注册成功
        $this->assertTrue($result);

        // 断言用户信息已保存到数据库（需要模拟数据库操作）
        // $this->assertDatabaseHas('users', ['username' => 'testuser', 'email' => '[email protected]']);

        // 断言已发送欢迎邮件（需要模拟邮件发送）
        // $this->assertTrue($this->mailSent('[email protected]', 'Welcome'));
    }
}

2. 创建RegisterService类：

创建一个名为RegisterService.php的文件，放在src目录下。

<?php

class RegisterService
{
    public function register(array $userData): bool
    {
        // 验证用户输入（这里只是简单示例，实际情况需要更复杂的验证）
        if (empty($userData['username']) || empty($userData['password']) || empty($userData['email'])) {
            return false;
        }

        // 保存用户信息到数据库（这里只是简单示例，实际情况需要使用ORM等）
        // $user = new User();
        // $user->username = $userData['username'];
        // $user->password = password_hash($userData['password'], PASSWORD_DEFAULT);
        // $user->email = $userData['email'];
        // $user->save();

        // 发送欢迎邮件（这里只是简单示例，实际情况需要使用邮件服务）
        // mail($userData['email'], 'Welcome', 'Welcome to our website!');

        // 为了让测试通过，这里直接返回true
        return true;
    }
}

3. 运行测试：

运行测试命令：

./vendor/bin/phpunit tests/RegisterTest.php

注意： 上面的代码只是一个示例，为了让测试通过，我们直接返回了true。在实际项目中，你需要模拟数据库操作和邮件发送，才能进行完整的集成测试。可以使用Mockery等工具来模拟这些依赖。

六、行为测试：模拟用户登录

行为测试是从用户的角度出发，测试系统是否满足用户的需求。例如，我们可以使用行为测试来测试用户是否能够成功登录系统。

1. 使用Behat框架：

Behat是一个流行的PHP行为驱动开发（BDD）框架。它允许你使用自然语言来描述测试场景。

如果你还没安装Behat，可以使用Composer安装：

composer require --dev behat/behat

2. 创建Feature文件：

创建一个名为login.feature的文件，放在features目录下（你需要自己创建这个目录）。

Feature: User Login
  As a registered user
  I want to be able to log in to the system
  So that I can access my account

  Scenario: Successful login
    Given I am on the login page
    When I enter my username "testuser" and password "password123"
    And I press the "Login" button
    Then I should be redirected to the dashboard page
    And I should see the message "Welcome, testuser!"

3. 创建Context类：

创建一个名为LoginContext.php的文件，放在features/bootstrap目录下（你需要自己创建这个目录）。

<?php

use BehatBehatContextContext;
use BehatGherkinNodePyStringNode;
use BehatGherkinNodeTableNode;

/**
 * Defines application features from the specific context.
 */
class LoginContext implements Context
{
    /**
     * @Given I am on the login page
     */
    public function iAmOnTheLoginPage()
    {
        // TODO: Implement the logic to navigate to the login page
        throw new PendingException();
    }

    /**
     * @When I enter my username :username and password :password
     */
    public function iEnterMyUsernameAndPassword($username, $password)
    {
        // TODO: Implement the logic to enter the username and password
        throw new PendingException();
    }

    /**
     * @When I press the "Login" button
     */
    public function iPressTheLoginButton()
    {
        // TODO: Implement the logic to press the login button
        throw new PendingException();
    }

    /**
     * @Then I should be redirected to the dashboard page
     */
    public function iShouldBeRedirectedToTheDashboardPage()
    {
        // TODO: Implement the logic to check if the user is redirected to the dashboard page
        throw new PendingException();
    }

    /**
     * @Then I should see the message :message
     */
    public function iShouldSeeTheMessage($message)
    {
        // TODO: Implement the logic to check if the message is displayed on the page
        throw new PendingException();
    }
}

4. 运行测试：

运行测试命令：

./vendor/bin/behat

你会看到测试失败，因为我们还没有实现LoginContext类中的方法。你需要根据你的实际项目，实现这些方法，模拟用户登录流程。

注意： Behat需要与一个Web服务器一起使用，才能进行完整的行为测试。你可以使用Selenium等工具来模拟用户的浏览器行为。

七、TDD的优点和缺点

优点：

提高代码质量： 通过先写测试，可以更好地思考代码的设计，从而提高代码质量。
减少Bug： 测试覆盖率更高，可以及早发现和修复Bug。
提高可维护性： 测试可以作为代码的文档，方便其他人理解和修改代码。
提高开发效率： 虽然刚开始可能会觉得比较慢，但长期来看，TDD可以提高开发效率，因为可以减少调试时间。

缺点：

学习曲线： 需要学习测试框架和TDD的理念。
需要更多时间： 刚开始写测试可能会花费更多时间。
可能过度设计： 有时候为了让测试通过，可能会过度设计代码。

八、总结：TDD是好东西，但别死板！

TDD是一种非常有效的开发方法，可以提高代码质量、减少Bug、提高可维护性。但是，TDD并不是银弹，不能解决所有问题。

记住以下几点：

不要死板地遵循TDD的步骤： 根据实际情况，灵活运用TDD的理念。
测试不是越多越好： 编写有意义的测试，避免编写无意义的测试。
重构是关键： 不要害怕重构代码，提高代码质量。
循序渐进： 从简单的项目开始，逐步掌握TDD的技巧。

希望今天的讲解对你们有所帮助。记住，实践是检验真理的唯一标准！赶紧动手写几个测试玩玩吧！下次见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复