單元測試（unit testing），是指對軟體中的最小可測試單元進行檢查和驗證。對於單元測試中單元的含義，一般來說，要根據實際情況去判定其具體含義，如C語言中單元指一個函式，Java里單元指一個類，圖形化的軟體中可以指一個視窗或一個選單等。總的來說，單元就是人為規定的最小的被測功能模組。單元測試是在軟體開發過程中要進行的最低級別的測試活動，軟體的獨立單元將在與程式的其他部分相隔離的情況下進行測試。
在一種傳統的結構化程式語言中，比如C，要進行測試的單元一般是函式或子過程。在像C++這樣的面向對象的語言中， 要進行測試的基本單元是類。對Ada語言來說，開發人員可以選擇是在獨立的過程和函式，還是在Ada包的級別上進行單元測試。單元測試的原則同樣被擴展到第四代語言（4GL)的開發中，在這裡基本單元被典型地劃分為一個選單或顯示界面。
經常與單元測試聯繫起來的另外一些開發活動包括代碼走讀（Code review)，靜態分析（Static analysis)和動態分析（Dynamic analysis)。靜態分析就是對軟體的原始碼進行研讀，查找錯誤或收集一些度量數據，並不需要對代碼進行編譯和執行。動態分析就是通過觀察軟體運行時的動作，來提供執行跟蹤，時間分析，以及測試覆蓋度方面的信息。
基本介紹
- 中文名：單元測試
- 外文名：unit testing
- 釋義：對最小可測試單元進行檢查和驗證
- 性質：概念
詳解,使用效果,誤解,成本效率,相關圖表,結論,優點,範疇,不寫的藉口,代碼編寫,產品類,產品函式,解釋,測試用例,產品函式,測試用例設計,測試工具,C/C++,C#,Java,國內現狀,套用,極限編程,技術,單元測試框架,語言層單元測試支持,
詳解
單元測試（模組測試）是開發者編寫的一小段代碼，用於檢驗被測代碼的一個很小的、很明確的功能是否正確。通常而言，一個單元測試是用於判斷某個特定條件（或者場景）下某個特定函式的行為。例如，你可能把一個很大的值放入一個有序list 中去，然後確認該值出現在list 的尾部。或者，你可能會從字元串中刪除匹配某種模式的字元，然後確認字元串確實不再包含這些字元了。
cppunit進行單元測試
cppunit進行單元測試單元測試是由程式設計師自己來完成，最終受益的也是程式設計師自己。可以這么說，程式設計師有責任編寫功能代碼，同時也就有責任為自己的代碼編寫單元測試。執行單元測試，就是為了證明這段代碼的行為和我們期望的一致。
工廠在組裝一台電視機之前，會對每個元件都進行測試，這，就是單元測試。
其實我們每天都在做單元測試。你寫了一個函式，除了極簡單的外，總是要執行一下，看看功能是否正常，有時還要想辦法輸出些數據，如彈出信息視窗什麼的，這，也是單元測試，把這種單元測試稱為臨時單元測試。只進行了臨時單元測試的軟體，針對代碼的測試很不完整，代碼覆蓋率要超過70%都很困難，未覆蓋的代碼可能遺留大量的細小的錯誤，這些錯誤還會互相影響，當BUG暴露出來的時候難於調試，大幅度提高后期測試和維護成本，也降低了開發商的競爭力。可以說，進行充分的單元測試，是提高軟體質量，降低開發成本的必由之路。
對於程式設計師來說，如果養成了對自己寫的代碼進行單元測試的習慣，不但可以寫出高質量的代碼，而且還能提高編程水平。
要進行充分的單元測試，應專門編寫測試代碼，並與產品代碼隔離。我認為，比較簡單的辦法是為產品工程建立對應的測試工程，為每個類建立對應的測試類，為每個函式（很簡單的除外）建立測試函式。首先就幾個概念談談我的看法。
有一種看法是，只測試類的接口（公有函式），不測試其他函式，從面向對象角度來看，確實有其道理，但是，測試的目的是找錯並最終排錯，因此，只要是包含錯誤的可能性較大的函式都要測試，跟函式是否私有沒有關係。對於C++來說，可以用一種簡單的方法區隔需測試的函式：簡單的函式如數據讀寫函式的實現在頭檔案中編寫（inline函式），所有在源檔案編寫實現的函式都要進行測試（構造函式和析構函式除外）。
使用效果
我們編寫代碼時，一定會反覆調試保證它能夠編譯通過。如果是編譯沒有通過的代碼，沒有任何人會願意交付給自己的老闆。但代碼通過編譯，只是說明了它的語法正確；我們卻無法保證它的語義也一定正確，沒有任何人可以輕易承諾這段代碼的行為一定是正確的。
幸運的是，單元測試會為我們的承諾做保證。編寫單元測試就是用來驗證這段代碼的行為是否與我們期望的一致。有了單元測試，我們可以自信的交付自己的代碼，而沒有任何的後顧之憂。
什麼時候測試？單元測試越早越好，早到什麼程度？極限編程(Extreme Programming,或簡稱XP)講究TDD，即測試驅動開發，先編寫測試代碼，再進行開發。在實際的工作中，可以不必過分強調先什麼後什麼，重要的是高效和感覺舒適。從經驗來看，先編寫產品函式的框架，然後編寫測試函式，針對產品函式的功能編寫測試用例，然後編寫產品函式的代碼，每寫一個功能點都運行測試，隨時補充測試用例。所謂先編寫產品函式的框架，是指先編寫函式空的實現，有返回值的直接返回一個合適值，編譯通過後再編寫測試代碼，這時，函式名、參數表、返回類型都應該確定下來了，所編寫的測試代碼以後需修改的可能性比較小。
由誰測試？單元測試與其他測試不同，單元測試可看作是編碼工作的一部分，應該由程式設計師完成，也就是說，經過了單元測試的代碼才是已完成的代碼，提交產品代碼時也要同時提交測試代碼。測試部門可以作一定程度的審核。
關於樁代碼，單元測試應避免編寫樁代碼。樁代碼就是用來代替某些代碼的代碼，例如，產品函式或測試函式調用了一個未編寫的函式，可以編寫樁函式來代替該被調用的函式，樁代碼也用於實現測試隔離。採用由底向上的方式進行開發，底層的代碼先開發並先測試，可以避免編寫樁代碼，這樣做的好處有：減少了工作量；測試上層函式時，也是對下層函式的間接測試；當下層函式修改時，通過回歸測試可以確認修改是否導致上層函式產生錯誤。
誤解
在明確了什麼是單元測試以後，我們可以進行"反調論證"了。在下面的章節里，我們列出了一些反對單元測試的普遍的論點。然後用充分的理由來證明這些論點是不足取的。
它浪費了太多的時間
一旦編碼完成，開發人員總是會迫切希望進行軟體的集成工作，這樣他們就能夠看到實際的系統開始啟動工作了。這在外表上看來是一項明顯的進步，而象單元測試這樣的活動也許會被看作是通往這個階段點的道路上的障礙， 推遲了對整個系統進行聯調這種真正有意思的工作啟動的時間。
在這種開發步驟中，真實意義上的進步被外表上的進步取代了。系統能夠正常工作的可能性是很小的，更多的情況是充滿了各式各樣的Bug。在實踐中，這樣一種開發步驟常常會導致這樣的結果：軟體甚至無法運行。更進一步的結果是大量的時間將被花費在跟蹤那些包含在獨立單元里的簡單的Bug上面，在個別情況下，這些Bug也許是瑣碎和微不足道的，但是總的來說，他們會導致在軟體集成為一個系統時增加額外的工期， 而且當這個系統投入使用時也無法確保它能夠可靠運行。
在實踐工作中，進行了完整計畫的單元測試和編寫實際的代碼所花費的精力大致上是相同的。一旦完成了這些單元測試工作，很多Bug將被糾正，在確信他們手頭擁有穩定可靠的部件的情況下，開發人員能夠進行更高效的系統集成工作。這才是真實意義上的進步，所以說完整計畫下的單元測試是對時間的更高效的利用。而調試人員的不受控和散漫的工作方式只會花費更多的時間而取得很少的好處。
使用AdaTEST和Cantata這樣的支持工具可以使單元測試更加簡單和有效。但這不是必須的，單元測試即使是在沒有工具支持的情況下也是一項非常有意義的活動。
它僅僅是證明這些代碼做了什麼
這是那些沒有首先為每個單元編寫一個詳細的規格說明而直接跳到編碼階段的開發人員提出的一條普遍的抱怨， 當編碼完成以後並且面臨代碼測試任務的時候，他們就閱讀這些代碼並找出它實際上做了什麼，把他們的測試工作基於已經寫好的代碼的基礎上。當然，他們無法證明任何事情。所有的這些測試工作能夠表明的事情就是編譯器工作正常。是的，他們也許能夠抓住（希望能夠）罕見的編譯器Bug，但是他們能夠做的僅僅是這些。
如果他們首先寫好一個詳細的規格說明，測試能夠以規格說明為基礎。代碼就能夠針對它的規格說明，而不是針對自身進行測試。這樣的測試仍然能夠抓住編譯器的Bug，同時也能找到更多的編碼錯誤，甚至是一些規格說明中的錯誤。好的規格說明可以使測試的質量更高，所以最後的結論是高質量的測試需要高質量的規格說明。
在實踐中會出現這樣的情況：一個開發人員要面對測試一個單元時只給出單元的代碼而沒有規格說明這樣吃力不討好的任務。你怎樣做才會有更多的收穫，而不僅僅是發現編譯器的Bug？第一步是理解這個單元原本要做什麼， --- 不是它實際上做了什麼。比較有效的方法是倒推出一個概要的規格說明。這個過程的主要輸入條件是要閱讀那些程式代碼和注釋， 主要針對這個單元， 及調用它和被它調用的相關代碼。畫出流程圖是非常有幫助的，你可以用手工或使用某種工具。可以組織對這個概要規格說明的走讀（Review)，以確保對這個單元的說明沒有基本的錯誤， 有了這種最小程度的代碼深層說明，就可以用它來設計單元測試了。
我是個很棒的程式設計師， 我是不是可以不進行單元測試？
在每個開發組織中都至少有一個這樣的開發人員，他非常擅長於編程，他們開發的軟體總是在第一時間就可以正常運行，因此不需要進行測試。你是否經常聽到這樣的藉口？
在真實世界裡，每個人都會犯錯誤。即使某個開發人員可以抱著這種態度在很少的一些簡單的程式中應付過去。但真正的軟體系統是非常複雜的。真正的軟體系統不可以寄希望於沒有進行廣泛的測試和Bug修改過程就可以正常工作。
編碼不是一個可以一次性通過的過程。在真實世界中，軟體產品必須進行維護以對操作需求的改變作出反應， 並且要對最初的開發工作遺留下來的Bug進行修改。你希望依靠那些原始作者進行修改嗎？ 這些製造出這些未經測試的原始代碼的資深專家們還會繼續在其他地方製造這樣的代碼。在開發人員做出修改後進行可重複的單元測試可以避免產生那些令人不快的負作用。
不管怎樣，集成測試將會抓住所有的Bug。
我們已經在前面的討論中從一個側面對這個問題進行了部分的闡述。這個論點不成立的原因在於規模越大的代碼集成意味著複雜性就越高。如果軟體的單元沒有事先進行測試，開發人員很可能會花費大量的時間僅僅是為了使軟體能夠運行，而任何實際的測試方案都無法執行。
一旦軟體可以運行了，開發人員又要面對這樣的問題：在考慮軟體全局複雜性的前提下對每個單元進行全面的測試。這是一件非常困難的事情，甚至在創造一種單元調用的測試條件的時候，要全面的考慮單元的被調用時的各種入口參數。在軟體集成階段，對單元功能全面測試的複雜程度遠遠的超過獨立進行的單元測試過程。
最後的結果是測試將無法達到它所應該有的全面性。一些缺陷將被遺漏，並且很多Bug將被忽略過去。
讓我們類比一下，假設我們要清洗一台已經完全裝配好的食物加工機器！無論你噴了多少水和清潔劑，一些食物的小碎片還是會粘在機器的死角位置，只有任其腐爛並等待以後再想辦法。但我們換個角度想想，如果這台機器是拆開的， 這些死角也許就不存在或者更容易接觸到了，並且每一部分都可以毫不費力的進行清洗。
成本效率
一個特定的開發組織或軟體套用系統的測試水平取決於對那些未發現的Bug的潛在後果的重視程度。這種後果的嚴重程度可以從一個Bug引起的小小的不便到發生多次的當機的情況。這種後果可能常常會被軟體的開發人員所忽視（但是用戶可不會這樣），這種情況會長期的損害這些向用戶提交帶有Bug的軟體的開發組織的信譽，並且會導致對未來的市場產生負面的影響。相反地，一個可靠的軟體系統的良好的聲譽將有助於一個開發組織獲取未來的市場。
很多研究成果表明，無論什麼時候作出修改都需要進行完整的回歸測試，在生命周期中儘早地對軟體產品進行測試將使效率和質量都得到最好的保證。Bug發現的越晚，修改它所需的費用就越高，因此從經濟角度來看， 應該儘可能早的查找和修改Bug。在修改費用變的過高之前，單元測試是一個在早期抓住Bug的機會。
相關圖表
這些圖表摘自<<實用軟體度量>>(Capers Jones，McGraw-Hill 1991)，它列出了準備測試，執行測試，和修改缺陷所花費的時間（以一個功能點為基準），這些數據顯示單元測試的成本效率大約是集成測試的兩倍系統測試的三倍（參見條形圖）。
(術語域測試（Field test)意思是在軟體投入使用以後，針對某個領域所作的所有測試活動）
這個圖表並不表示開發人員不應該進行後階段的測試活動，這次測試活動仍然是必須的。它的真正意思是儘可能早的排除儘可能多的Bug可以減少後階段測試的費用。
其他的一些圖表顯示高達50%的維護工作量被花在那些總是會有的Bug的修改上面。如果這些Bug在開發階段被排除掉的話，這些工作量就可以節省下來。當考慮到軟體維護費用可能會比最初的開發費用高出數倍的時候，這種潛在的對50%軟體維護費用的節省將對整個軟體生命周期費用產生重大的影響。
結論
使測試工作的效力發揮到最大化的關鍵在於選擇正確的測試策略，這其中包含了完全的單元測試的概念，以及對測試過程的良好的管理，還有適當地使用象AdaTEST和Cantata這樣的工具來支持測試過程。這些活動可以產生這樣的結果：在花費更低的開發費用的情況下得到更穩定的軟體。更進一步的好處是簡化了維護過程並降低了生命周期的費用。有效的單元測試是推行全局質量文化的一部分，而這種質量文化將會為軟體開發者帶來無限的商機。
優點
1、它是一種驗證行為。
程式中的每一項功能都是測試來驗證它的正確性。它為以後的開發提供支援。就算是開發後期，我們也可以輕鬆的增加功能或更改程式結構，而不用擔心這個過程中會破壞重要的東西。而且它為代碼的重構提供了保障。這樣，我們就可以更自由的對程式進行改進。
2、它是一種設計行為。
編寫單元測試將使我們從調用者觀察、思考。特別是先寫測試（test-first），迫使我們把程式設計成易於調用和可測試的，即迫使我們解除軟體中的耦合。
3、它是一種編寫文檔的行為。
單元測試是一種無價的文檔，它是展示函式或類如何使用的最佳文檔。這份文檔是可編譯、可運行的，並且它保持最新，永遠與代碼同步。
4、它具有回歸性。
自動化的單元測試避免了代碼出現回歸，編寫完成之後，可以隨時隨地的快速運行測試。
範疇
如果要給單元測試定義一個明確的範疇，指出哪些功能是屬於單元測試，這似乎很難。但下面討論的四個問題，基本上可以說明單元測試的範疇，單元測試所要做的工作。
1、 它的行為和我期望的一致嗎？
這是單元測試最根本的目的，我們就是用單元測試的代碼來證明它所做的就是我們所期望的。
2、 它的行為一直和我期望的一致嗎？
編寫單元測試，如果只測試代碼的一條正確路徑，讓它正確走一遍，並不算是真正的完成。軟體開發是一項複雜的工程，在測試某段代碼的行為是否和你的期望一致時，你需要確認：在任何情況下，這段代碼是否都和你的期望一致；譬如參數很可疑、硬碟沒有剩餘空間、緩衝區溢出、網路掉線的時候。
3、 我可以依賴單元測試嗎？
不能依賴的代碼是沒有多大用處的。既然單元測試是用來保證代碼的正確性，那么單元測試也一定要值得依賴。
4、 單元測試說明我的意圖了嗎？
單元測試能夠幫我們充分了解代碼的用法，從效果上而言，單元測試就像是能執行的文檔，說明了在你用各種條件調用代碼時，你所能期望這段代碼完成的功能。
不寫的藉口
到這裡，我們已經列舉了使用單元測試的種種理由。也許，每個人都同意，是的，該做更多的測試。這種人人同意的事情還多著呢，是的，該多吃蔬菜，該戒菸，該多休息，該多鍛鍊……這並不意味著我們中的所有人都會這么去做，不是嗎？
1、 編寫單元測試太花時間了。
我們知道，在開發時越早發現BUG，就能節省更多的時間，降低更多的風險。
術語：域測試（Field test)意思是在軟體投入使用以後，針對某個領域所作的所有測試活動。
如果你仍然認為在編寫產品代碼的時候，還是沒有時間編寫測試代碼，那么請先考慮下面這些問題：
1）、對於所編寫的代碼，你在調試上面花了多少時間。
2）、對於以前你自認為正確的代碼，而實際上這些代碼卻存在重大的bug，你花了多少時間在重新確認這些代碼上面。
3）、對於一個別人報告的bug，你花了多少時間才找出導致這個bug 的源碼位置。
回答完這些問題，你一定不再以“太花時間”作為拒絕單元測試的藉口。
2、 運行測試的時間太長了。
合適的測試是不會讓這種情況發生的。實際上，大多數測試的執行都是非常快的，因此你在幾秒之內就可以運行成千上萬個測試。但是有時某些測試會花費很長的時間。這時，需要把這些耗時的測試和其他測試分開。通常可以每天運行這種測試一次，或者幾天一次。
3、 測試代碼並不是我的工作。
你的工作就是保證代碼能夠正確的完成你的行為，恰恰相反，測試代碼正是你不可缺少的工作。
4、 我並不清楚代碼的行為，所以也就無從測試。
如果你實在不清楚代碼的行為，那么估計現在並不是編碼的時候。如果你並不知道代碼的行為，那么你又如何知道你編寫的代碼是正確的呢
5、 但是這些代碼都能夠編譯通過。
我們前面已經說過，代碼通過編譯只是驗證它的語法通過。但並不能保證它的行為就一定正確。
6、 公司請我來是為了寫代碼，而不是寫測試。
公司付給你薪水是為了讓你編寫產品代碼，而單元測試大體上是一個工具，是一個和編輯器、開發環境、編譯器等處於同一位置的工具。
7、 如果我讓測試員或者QA（Quality Assurance）人員沒有工作，那么我會覺得很內疚。
你並不需要擔心這些。請記住，我們在此只是談論單元測試，而它只是一種針對源碼的、低層次的，為程式設計師而設計的測試。在整個項目中，還有其他的很多測試需要這些人來完成，如：功能測試、驗收測試、性能測試、環境測試、有效性測試、正確性測試、正規分析等等。
8、 我的公司並不會讓我在真實系統中運行單元測試。
我們所討論的只是針對開發者的單元測試。也就是說，如果你可以在其他的環境下（例如在正式的產品系統中）運行這些測試的話，那么它們就不再是單元測試，而是其他類型的測試了。實際上，你可以在你的本機運行單元測試，使用你自己的資料庫，或者使用mock 對象。
代碼編寫
多數講述單元測試的文章都是以Java為例，本文以C++為例，後半部分所介紹的單元測試工具也只介紹C++單元測試工具。下面的示例代碼的開發環境是VC6.0。
產品類
class CMyClass
{
public:
int Add(int i,int j);
CMyClass();
virtual ~CMyClass();
private:
int mAge; //年齡
CString mPhase; //年齡階段，如"少年"，"青年"
};
建立對應的測試類CMyClassTester，為了節約編幅，只列出源檔案的代碼：
void CMyClassTester::CaseBegin()
{
//為求簡單，所有的測試類都可以用pObj命名被測試對象的指針。
pObj = new CMyClass();
}
void CMyClassTester::CaseEnd()
{
delete pObj;
}
測試類的函式CaseBegin()和CaseEnd()建立和銷毀被測試對象，每個測試用例的開頭都要調用CaseBegin()，結尾都要調用CaseEnd()。
產品函式
接下來，我們建立示例的產品函式：
int CMyClass::Add(int i,int j)
{
return i+j;
}
和對應的測試函式：
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
}
void CMyClassTester::Add_int_int()
{
//第一個測試用例
CaseBegin();{ //1
int i = 0; //2
int j = 0; //3
int ret = pObj->Add(i,j); //4
ASSERT(ret == 0); //5
}CaseEnd(); //6
}
解釋
第2和第3行是定義輸入數據，第4行是調用被測試函式，這些容易理解，不作進一步解釋。第5行是預期輸出，它的特點是當實際輸出與預期輸出不同時自動報錯，ASSERT是VC的斷言宏，也可以使用其他類似功能的宏，使用測試工具進行單元測試時，可以使用該工具定義的斷言宏。
示例中的格式顯得很不簡潔，2、3、4、5行可以合寫為一行：ASSERT(pObj->Add(0,0) == 0);但這種不簡潔的格式卻是老納極力推薦的，因為它一目了然，易於建立多個測試用例，並且具有很好的適應性，同時，也是極佳的代碼文檔，總之，老納建議：輸入數據和預期輸出要自成一塊。
測試用例
下面說說測試用例、輸入數據及預期輸出。輸入數據是測試用例的核心，對輸入數據的定義是：被測試函式所讀取的外部數據及這些數據的初始值。外部數據是對於被測試函式來說的，實際上就是除了局部變數以外的其他數據，老納把這些數據分為幾類：參數、成員變數、全局變數、IO媒體。IO媒體是指檔案、資料庫或其他儲存或傳輸數據的媒體，例如，被測試函式要從檔案或資料庫讀取數據，那么，檔案或資料庫中的原始數據也屬於輸入數據。一個函式無論多複雜，都無非是對這幾類數據的讀取、計算和寫入。預期輸出是指：返回值及被測試函式所寫入的外部數據的結果值。返回值就不用說了，被測試函式進行了寫操作的參數（輸出參數）、成員變數、全局變數、IO媒體，它們的預期的結果值都是預期輸出。一個測試用例，就是設定輸入數據，運行被測試函式，然後判斷實際輸出是否符合預期。下面舉一個與成員變數有關的例子：
產品函式
void CMyClass::Grow(int years)
{
mAge += years;
if(mAge < 10)
mPhase = "兒童";
else if(mAge <20)
mPhase = "少年";
else if(mAge <45)
mPhase = "青年";
else if(mAge <60)
mPhase = "中年";
else
mPhase = "老年";
}
CaseBegin();{
int years = 1;
pObj->mAge = 8;
pObj->Grow(years);
ASSERT( pObj->mAge == 9 );
ASSERT( pObj->mPhase == "兒童" );
}CaseEnd();
在輸入數據中對被測試類的成員變數mAge進行賦值，在預期輸出中斷言成員變數的值。現在可以看到老納所推薦的格式的好處了吧，這種格式可以適應很複雜的測試。在輸入數據部分還可以調用其他成員函式，例如：執行被測試函式前可能需要讀取檔案中的數據保存到成員變數，或需要連線資料庫，老納把這些操作稱為初始化操作。例如，上例中 ASSERT( ...)之前可以加pObj->OpenFile();。為了訪問私有成員，可以將測試類定義為產品類的友元類。例如，定義一個宏：
#define UNIT_TEST(cls) friend class cls##Tester;
然後在產品類聲明中加一行代碼：UNIT_TEST(ClassName)。
測試用例設計
前面說過，輸入數據包括四類：參數、成員變數、全局變數、IO媒體，這四類數據中，只要所測試的程式需要執行讀操作的，就要設定其初始值，其中，前兩類比較常用，後兩類較少用。顯然，把輸入數據的所有可能取值都進行測試，是不可能也是無意義的，我們應該用一定的規則選擇有代表性的數據作為輸入數據，主要有三種：正常輸入，邊界輸入，非法輸入，每種輸入還可以分類，也就是平常說的等價類法，每類取一個數據作為輸入數據，如果測試通過，可以肯定同類的其他輸入也是可以通過的。下面舉例說明：
正常輸入
例如字元串的Trim函式，功能是將字元串前後的空格去除，那么正常的輸入可以有四類：前面有空格；後面有空格；前後均有空格；前後均無空格。
邊界輸入
上例中空字元串可以看作是邊界輸入。
再如一個表示年齡的參數，它的有效範圍是0-100，那么邊界輸入有兩個：0和100。
非法輸入
非法輸入是正常取值範圍以外的數據，或使代碼不能完成正常功能的輸入，如上例中表示年齡的參數，小於0或大於100都是非法輸入，再如一個進行檔案操作的函式，非法輸入有這么幾類：檔案不存在；目錄不存在；檔案正在被其他程式打開；許可權錯誤。
如果函式使用了外部數據，則正常輸入是肯定會有的，而邊界輸入和非法輸入不是所有函式都有。一般情況下，即使沒有設計文檔，考慮以上三種輸入也可以找出函式的基本功能點。實際上，單元測試與代碼編寫是“一體兩面”的關係，編碼時對上述三種輸入都是必須考慮的，否則代碼的健壯性就會成問題。
白盒覆蓋
上面所說的測試數據都是針對程式的功能來設計的，就是所謂的黑盒測試。單元測試還需要從另一個角度來設計測試數據，即針對程式的邏輯結構來設計測試用例，就是所謂的白盒測試。在老納看來，如果黑盒測試是足夠充分的，那么白盒測試就沒有必要，可惜“足夠充分”只是一種理想狀態，例如：真的是所有功能點都測試了嗎？程式的功能點是人為的定義，常常是不全面的；各個輸入數據之間，有些組合可能會產生問題，怎樣保證這些組合都經過了測試？難於衡量測試的完整性是黑盒測試的主要缺陷，而白盒測試恰恰具有易於衡量測試完整性的優點，兩者之間具有極好的互補性，例如：完成功能測試後統計語句覆蓋率，如果語句覆蓋未完成，很可能是未覆蓋的語句所對應的功能點未測試。
白盒測試針對程式的邏輯結構設計測試用例，用邏輯覆蓋率來衡量測試的完整性。邏輯單位主要有：語句、分支、條件、條件值、條件值組合，路徑。語句覆蓋就是覆蓋所有的語句，其他類推。另外還有一種判定條件覆蓋，其實是分支覆蓋與條件覆蓋的組合，在此不作討論。跟條件有關的覆蓋就有三種，解釋一下：條件覆蓋是指覆蓋所有的條件表達式，即所有的條件表達式都至少計算一次，不考慮計算結果；條件值覆蓋是指覆蓋條件的所有可能取值，即每個條件的取真值和取假值都要至少計算一次；條件值組合覆蓋是指覆蓋所有條件取值的所有可能組合。老納做過一些粗淺的研究，發現與條件直接有關的錯誤主要是邏輯操作符錯誤，例如：||寫成&&，漏了寫！什麼的，採用分支覆蓋與條件覆蓋的組合，基本上可以發現這些錯誤，另一方面，條件值覆蓋與條件值組合覆蓋往往需要大量的測試用例，因此，在老納看來，條件值覆蓋和條件值組合覆蓋的效費比偏低。效費比較高且完整性也足夠的測試要求是這樣的：完成功能測試，完成語句覆蓋、條件覆蓋、分支覆蓋、路徑覆蓋。做過單元測試的朋友恐怕會對老納提出的測試要求給予一個字的評價：暈！或者兩個字的評價：狂暈！因為這似乎是不可能的要求，要達到這種測試完整性，其測試成本是不可想像的，不過，出家人不打逛語，老納之所以提出這種測試要求，是因為利用一些工具，可以在較低的成本下達到這種測試要求，後面將會作進一步介紹。
關於白盒測試用例的設計，程式測試領域的書籍一般都有講述，普通方法是畫出程式的邏輯結構圖如程式流程圖或控制流圖，根據邏輯結構圖設計測試用例，這些是純粹的白盒測試，不是老納想推薦的方式。老納所推薦的方法是：先完成黑盒測試，然後統計白盒覆蓋率，針對未覆蓋的邏輯單位設計測試用例覆蓋它，例如，先檢查是否有語句未覆蓋，有的話設計測試用例覆蓋它，然後用同樣方法完成條件覆蓋、分支覆蓋和路徑覆蓋，這樣的話，既檢驗了黑盒測試的完整性，又避免了重複的工作，用較少的時間成本達到非常高的測試完整性。不過，這些工作可不是手工能完成的，必須藉助於工具，後面會介紹可以完成這些工作的測試工具。
測試工具
現在開始介紹單元測試工具，分別按程式語言進行分組介紹。
C/C++
CppUnit
首先是CppUnit，這是C++單元測試工具的鼻祖，免費的開源的單元測試框架。由於已有一眾高人寫了不少關於CppUnit的很好的文章，老納就不現醜了，想了解CppUnit的朋友，建議讀一下Cpluser 所作的《CppUnit測試框架入門》，。該文也提供了CppUnit的下載地址。
C++Test
然後介紹C++Test，這是Parasoft公司的產品。[C++Test是一個功能強大的自動化C/C++單元級測試工具，可以自動測試任何C/C++函式、類，自動生成測試用例、測試驅動函式或樁函式，在自動化的環境下極其容易快速的將單元級的測試覆蓋率達到100%]。[]內的文字引自，這是華唐公司的網頁。老納想寫些介紹C++Test的文字，但發現無法超越華唐公司的網頁上的介紹，所以也就省點事了，想了解C++Test的朋友，建議訪問該公司的網站。華唐公司代理C++Test，想要購買或索取報價、試用版都可以找他們。
Visual Unit
最後介紹Visual Unit，簡稱VU，這是國產的單元測試工具，據說申請了多項專利，擁有一批創新的技術，不過老納只關心是不是有用和好用。[自動生成測試代碼 快速建立功能測試用例程式行為一目了然 極高的測試完整性 高效完成白盒覆蓋 快速排錯 高效調試 詳盡的測試報告]。[]內的文字是VU開發商的網頁上摘錄的，。前面所述測試要求：完成功能測試，完成語句覆蓋、條件覆蓋、分支覆蓋、路徑覆蓋，用VU可以輕鬆實現，還有一點值得一提：使用VU還能提高編碼的效率，總體來說，在完成單元測試的同時，編碼調試的時間還能大幅度縮短。算了，不想再講了，老納顯擺理論、介紹經驗還是有興趣的，因為可以滿足老納好為人師的虛榮心，但介紹工具就覺得索然無味了，畢竟工具好不好用，合不合用，要試過才知道，還是自己去開發商的網站看吧，可以下載演示版，還有演示課件。
C#
Visual Build Professional
Java
JUnit 是 Java 社區中知名度最高的單元測試工具。它誕生於 1997 年，由 Erich Gamma 和 Kent Beck 共同開發完成。其中 Erich Gamma 是經典著作《設計模式：可復用面向對象軟體的基礎》一書的作者之一，並在 Eclipse 中有很大的貢獻；Kent Beck 則是一位極限編程（XP）方面的專家和先驅。JUnit 設計的非常小巧，但是功能卻非常強大。JUnit ——是一個開發原始碼的Java測試框架，用於編寫和運行可重複的測試。他是用於單元測試框架體系xUnit的一個實例（用於java語言）。主要用於白盒測試，回歸測試。
JUnit的好處和JUnit單元測試編寫原則：
好處：可以使測試代碼與產品代碼分開；針對某一個類的測試代碼通過較少的改動便可以套用於另一個類的測試；易於集成到測試人員的構建過程中，JUnit和Ant的結合可以實施增量開發；JUnit是公開原始碼的，可以進行二次開發；可以方便地對JUnit進行擴展；
編寫原則：是簡化測試的編寫，這種簡化包括測試框架的學習和實際測試單元的編寫；是使測試單元保持持久性；是可以利用既有的測試來編寫相關的測試；
JUnit使用幫助
1、junit3.x版本，我們通常使用junit 3.8
(1)、使用junit3.x版本進行單元測試時，測試類必須要繼承於TestCase父類；
(2)、測試方法需要遵循的原則：
A、public的
B、void的
C、無方法參數
D、方法名稱必須以test開頭
(3)、不同的Test Case之間一定要保持完全的獨立性，不能有任何的關聯。
(4)、我們要掌握好測試方法的順序，不能依賴於測試方法自己的執行順序。
dome:
public class TestMyNumber extends TestCase {
private MyNumber myNumber;
public TestMyNumber(String name) {
super(name);
}
// 在每個測試方法執行 [之前] 都會被調用
@Override
public void setUp() throws Exception {
// System.out.println("歡迎使用Junit進行單元測試…");
myNumber = new MyNumber();
}
// 在每個測試方法執行 [之後] 都會被調用
@Override
public void tearDown() throws Exception {
// System.out.println("Junit單元測試結束…");
}
public void testDivideByZero() {
Throwable te = null;
try {
myNumber.divide(6, 0);
Assert.fail("測試失敗");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
te = e;
}
Assert.assertEquals(Exception.class, te.getClass());
Assert.assertEquals("除數不能為 0 ", te.getMessage());
}
}
2、junit4.x版本
(1)、使用junit4.x版本進行單元測試時，不用測試類繼承TestCase父類，因為，junit4.x全面引入了Annotation來執行我們編寫的測試。
(2)、junit4.x版本，引用了註解的方式，進行單元測試；
(3)、junit4.x版本我們常用的註解：
A、@Before 註解：與junit3.x中的setUp()方法功能一樣，在每個測試方法之前執行；
B、@After 註解：與junit3.x中的tearDown()方法功能一樣，在每個測試方法之後執行；
C、@BeforeClass 註解：在所有方法執行之前執行；
D、@AfterClass 註解：在所有方法執行之後執行；
E、@Test(timeout = xxx) 註解：設定當前測試方法在一定時間內運行完，否則返回錯誤；
F、@Test(expected = Exception.class) 註解：設定被測試的方法是否有異常拋出。拋出異常類型為：Exception.class；
G、@Ignore 註解：注釋掉一個測試方法或一個類，被注釋的方法或類，不會被執行。
dome:
package com.an.junit;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.After;
import org.junit.AfterClass;
import org.junit.Before;
import org.junit.BeforeClass;
import org.junit.Test;
public class TestMyNumber {
private MyNumber myNumber;
@BeforeClass
// 在所有方法執行之前執行
public static void globalInit() {
System.out.println("init all method...");
}
@AfterClass
// 在所有方法執行之後執行
public static void globalDestory() {
System.out.println("destory all method...");
}
@Before
// 在每個測試方法之前執行
public void setUp() {
System.out.println("start setUp method");
myNumber = new MyNumber();
}
@After
// 在每個測試方法之後執行
public void tearDown() {
System.out.println("end tearDown method");
}
@Test(timeout=600)// 設定限定測試方法的運行時間 如果超出則返回錯誤
public void testAdd() {
System.out.println("testAdd method");
int result = myNumber.add(2, 3);
assertEquals(5, result);
}
@Test
public void testSubtract() {
System.out.println("testSubtract method");
int result = myNumber.subtract(1, 2);
assertEquals(-1, result);
}
@Test
public void testMultiply() {
System.out.println("testMultiply method");
int result = myNumber.multiply(2, 3);
assertEquals(6, result);
}
@Test
public void testDivide() {
System.out.println("testDivide method");
int result = 0;
try {
result = myNumber.divide(6, 2);
} catch (Exception e) {
fail();
}
assertEquals(3, result);
}
@Test(expected = Exception.class)
public void testDivide2() throws Exception {
System.out.println("testDivide2 method");
myNumber.divide(6, 0);
fail("test Error");
}
public static void main(String[] args) {
}
}
有興趣的朋友可以下下來仔細研究下，也可以到安安DIY創作室部落格一起討論一下。
JUnit-addons
對JUnit的一些補充，比如設定、獲取被測試對象的私有屬性的值，調用被測試對象的私有方法等。
常用類：junitx.util.PrivateAccessor
Spring 測試框架
可以測試基於Spring的套用，通過配置檔案和註解自動組裝需要的單元測試對象。
提供了一些常用的J2EE Mock對象，比如HttpSession的Mock類等。
DJUnit
通過代碼自動產生Mock對象，省去了自己手動編寫N多的Mock類。
此外，它的Eclipse外掛程式還可以做到測試覆蓋率、分支統計。
EasyMock
功能同DJUnit，也是通過編程自動Mock掉與測試對象無關的類，方法。
國內現狀
國內目前很多軟體公司的單元測試還很不正規，只是由開發人員來簡單地編譯和調試一下自己的程式，沒有相應的單元測試計畫、單元測試用例和代碼覆蓋率的統計。對於單元測試這個環節，很多都是走過場的。不少程式設計師覺得任務大、時間趕、人手少，一接到任務就是先趕代碼完成工作量了，這其實是很普遍的現象.。而且，絕大部分程式設計師從骨子裡不喜歡寫單元測試，這是不爭的事實。
如何給程式設計師減壓，但又能做好單元測試呢?
中小企業的程式設計師和項目經理，一般面對的都是壓力大、任務重的項目。 如果作為項目經理的你，覺得測試組有人(有人就行了,多少倒不大重要)，不妨讓測試組的人早點介入單元測試，又或者假如測試組的人起碼能寫點代碼，那其實更好，那么分配測試組的人去寫單元測試，這其實是很有好處的。
這其中有一個值得一提的問題，大部分業務可以確定下來，但並非全部的業務。很多時候連客戶不知道自己真正要什麼，實現了之後客戶不滿意，就要再整理需求再改代碼。這種情況決定了不可能先寫測試再寫實現，如果只寫實現，那么客戶要求改時只改實現代碼，如果是先寫單元測試，那么改程式的時候要改兩份代碼。
是不是可以這樣？已經確定的業務，讓程式設計師和測試人員在動手寫一個模組前，先讓他們討論這個模組的單元測試策略，這樣可以減輕程式設計師的負擔。雙方指定單元測試的框架流程，程式設計師不編寫單元測試代碼，但由於程式設計師參與了討論，因此心裡會更清楚。由測試人員編寫單元測試代碼。 程式設計師寫完代碼後，由測試人員編寫的單元測試代碼去對碰程式設計師的代碼，得出相關的測試報告。好處是，職責分離了，測試組的人能提前介入，對以後的集成測試很有好處，而且可以讓測試人員寫點測試代碼，好讓他們不閒著，有點成就感。而且程式設計師的負擔減少了，雖然程式設計師不寫單元測試代碼了，但由於一開始跟測試人員在一起，會對測試流程熟悉，對代碼編寫很有好處。對於沒有確定的業務，就暫時先實現。
千萬不要等到項目後期再進行單元測試，那樣就失去檢查代碼、預防缺陷的意義了。
套用
極限編程
單元測試是極限編程的基礎，依賴於自動化的單元測試框架。自動化的單元測試框架可以來源於第三方，如xUnit，也可以由開發組自己創建。
極限編程創建單元測試用於測試驅動開發。首先，開發人員編寫單元測試用於展示軟體需求或者軟體缺陷。因為需求尚未實現或者現有代碼中存在軟體缺陷，這些測試會失敗。然後，開發人員遵循測試要求編寫最簡單的代碼去滿足它，直到測試得以通過。
系統中大多數代碼都經過單元測試，但並非所有代碼路徑都必需單元測試。極限編程強調“測試所有可能中斷”的策略，而傳統方法是“測試所有執行路徑”。這使得極限編程開發人員比傳統開發少寫單元測試，但這並不是問題。不爭的事實是傳統方法很少完全遵循完整地測試所有執行路徑的要求。極限編程相互地認識到測試很少能完備（因為完備測試通常需要昂貴的代價和時間消耗，意味著不經濟），提供了如何有效地將有限資源集中投入可花費的代價到問題關鍵的導引。
至關重要的，測試代碼應視為第一個項目成品，與實現代碼維持同等級別的質量要求，沒有重複。開發人員在提交程式單元代碼時一併提交單元測試代碼到代碼庫。徹底的極限編程單元測試代碼提供上述單元測試的收益，如簡化和更可信的程式開發和重構、簡化代碼集成、精確的文檔和模組化的設計。而且，單元測試經常作為複合測試的一種形式被運行。
技術
單元測試通常情況下自動進行，但也可被手動執行。IEEE沒有偏愛某一種形式。手動的單元測試可用於step-by-step的教學文檔。儘管如此，單元測試的目標是隔離程式單元並驗證其正確性。自動執行使目標達成更有效，也可獲得本文上述單元測試收益。相反，不細心規劃或者精心的單元測試可能被視為包括多個軟體組件的集成測試案例，於是將因未完全達到創建單元測試的預定目標，測試可能失去較多收益。
在自動化測試時，為了實現隔離的效果，測試將脫離待測程式單元（或代碼主體）本身固有的運行環境之外，即脫離產品環境或其本身被創建和調用的上下文環境，而在測試框架中運行。以隔離方式運行有利於充分顯露待測試代碼與其它程式單元或者產品數據空間的依賴關係。這些依賴關係在單元測試中可以被消除。
藉助於自動化測試框架，開發人員可以抓住關鍵進行編碼並通過測試去驗證程式單元的正確性。在測試案例執行期間，框架通過日誌記錄了所有失敗的測試準則。很多測試框架可以自動標記和提交失敗的測試案例總結報告。根據失敗的程度不同，框架可以中止後續測試。
總體說來，單元測試會激發程式設計師創造解耦的和內聚的代碼體。單元測試實踐有利於促進健康的軟體開發習慣。設計模式、單元測試和重構經常一起出現在工作中，藉助於它們，開發人員可以生產出最為完美的解決方案。
單元測試框架
單元測試框架通常是沒有作為編譯器包的第三方產品。他們幫助簡化單元測試的過程，並且已經為各種程式語言開發。
