Java中测试接口合约的不同方法
Java中测试接口合约的不同方法
继承是Java中的一个重要概念。接口是实现该概念的方式之一。
接口定义了一个合约，多个类可以实现它。因此，测试这些实现类以确保它们遵守相同的合约是至关重要的。
在本教程中，我们将探讨在Java中为接口编写JUnit测试的不同方法。
2. 环境搭建
让我们创建一个基本的环境，用于我们不同方法的测试。
首先，我们创建一个名为_Shape_的简单接口，它有一个方法_area()_：
public interface Shape {
double area();
}
其次，我们定义了一个_Circle_类，它实现了_Shape_接口。它还有一个自己的方法_circumference()_：
public class Circle implements Shape {
private double radius;
Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
@Override
public double area() {
return 3.14 * radius * radius;
}
public double circumference() {
return 2 * 3.14 * radius;
}
}
最后，我们定义了另一个类_Rectangle_，它实现了_Shape_接口。它有一个额外的方法_perimeter()_：
public class Rectangle implements Shape {
private double length;
private double breadth;
public Rectangle(double length, double breadth) {
this.length = length;
this.breadth = breadth;
}
@Override
public double area() {
return length * breadth;
}
public double perimeter() {
return 2 * (length + breadth);
}
}
3. 测试方法
现在，让我们看看可以遵循的不同方法来测试实现类。
3.1. 实现类的单独测试
最受欢迎的方法之一是为接口的每个实现类创建单独的JUnit测试类。我们将测试类的两个方法——继承的方法以及类自身定义的方法。
首先，我们创建_CircleUnitTest_类，其中包含_area()_和_circumference()_方法的测试用例：
@Test
void whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Shape circle = new Circle(5);
double area = circle.area();
assertEquals(78.5, area);
}
@Test
void whenCircumferenceIsCalculated_thenSuccessful(){
Circle circle = new Circle(2);
double circumference = circle.circumference();
assertEquals(12.56, circumference);
}
接下来，我们创建_RectangleUnitTest_类，其中包含_area()_和_perimeter()_方法的测试用例：
@Test
void whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Shape rectangle = new Rectangle(5,4);
double area = rectangle.area();
assertEquals(20, area);
}
@Test
void whenPerimeterIsCalculated_thenSuccessful() {
Rectangle rectangle = new Rectangle(5,4);
double perimeter = rectangle.perimeter();
assertEquals(18, perimeter);
}
正如我们从上面的两个类中看到的，我们可以成功地测试接口方法以及实现类可能定义的任何额外方法。
使用这种方法，我们可能需要为所有实现类重复编写相同的接口方法测试。正如我们在单独测试中看到的，相同的_area()_方法正在两个实现类中进行测试。
随着实现类的增加，测试在实现中成倍增加，接口定义的方法数量也随之增加。因此，代码复杂性和冗余也随之增加，这使得维护和随时间变化变得更加困难。
3.2. 参数化测试
为了克服这个问题，让我们创建一个参数化测试，它接受不同实现类的实例作为输入：
@ParameterizedTest
@MethodSource("data")
void givenShapeInstance_whenAreaIsCalculated_thenSuccessful(Shape shapeInstance, double expectedArea){
double area = shapeInstance.area();
assertEquals(expectedArea, area);
}
private static Collection`<Object[]>` data() {
return Arrays.asList(new Object[][] {
{ new Circle(5), 78.5 },
{ new Rectangle(4, 5), 20 }
});
}
使用这种方法，我们已经成功地测试了实现类的接口合约。
然而，我们没有灵活性去定义接口之外的任何内容。 因此，我们可能仍然需要以其他形式测试实现类。这可能需要在它们自己的JUnit类中测试它们。
3.3. 使用基础测试类
使用前两种方法，我们没有足够的灵活性来扩展测试用例，除了验证接口合约之外。同时，我们也希望避免代码冗余。那么，让我们看看另一种可以解决这两个问题的方法。
在这种方法中，我们定义一个基础测试类。这个抽象测试类定义了要测试的方法，即接口合约。随后，实现类的测试类可以扩展这个抽象测试类来构建测试。
我们将使用模板方法模式，其中我们在基础测试类中定义了测试_area()_方法的算法，然后，测试子类只需要提供在算法中使用的实现。
让我们定义一个基础测试类来测试_area()_方法：
public abstract Map````<String, Object>```` instantiateShapeWithExpectedArea();
@Test
void givenShapeInstance_whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Map````<String, Object>```` shapeAreaMap = instantiateShapeWithExpectedArea();
Shape shape = (Shape) shapeAreaMap.get("shape");
double expectedArea = (double) shapeAreaMap.get("area");
double area = shape.area();
assertEquals(expectedArea, area);
}
现在，让我们为_Circle_类创建JUnit测试类：
@Override
public Map````<String, Object>```` instantiateShapeWithExpectedArea() {
Map``<String,Object>`` shapeAreaMap = new HashMap<>();
shapeAreaMap.put("shape", new Circle(5));
shapeAreaMap.put("area", 78.5);
return shapeAreaMap;
}
@Test
void whenCircumferenceIsCalculated_thenSuccessful(){
Circle circle = new Circle(2);
double circumference = circle.circumference();
assertEquals(12.56, circumference);
}
最后，是_Rectangle_类的测试类：
@Override
public Map````<String, Object>```` instantiateShapeWithExpectedArea() {
Map``<String,Object>`` shapeAreaMap = new HashMap<>();
shapeAreaMap.put("shape", new Rectangle(5,4));
shapeAreaMap.put("area", 20.0);
return shapeAreaMap;
}
@Test
void whenPerimeterIsCalculated_thenSuccessful() {
Rectangle rectangle = new Rectangle(5,4);
double perimeter = rectangle.perimeter();
assertEquals(18, perimeter);
}
在这种方法中，我们重写了_instantiateShapeWithExpectedArea()_方法。在这个方法中，我们提供了_Shape_实例以及预期的面积。这些参数可以由基础测试类中定义的测试方法使用来执行测试。
总结来说，使用这种方法，实现类可以拥有它们自己方法的测试，并继承接口方法的测试。
4. 结论
在本文中，我们探讨了编写JUnit测试以验证接口合约的不同方式。
首先，我们看了为每个实现类定义单独的测试类是多么直接。然而，这可能导致很多冗余代码。
然后，我们探索了如何使用参数化测试来帮助我们避免冗余，但它的灵活性较小。
最后，我们看到了基础测试类方法，它解决了其他两种方法中的问题。
如常，源代码可在GitHub上找到。