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什么是单元测试呢？单元测试就是针对最小的功能单元编写测试代码。Java 程序最小的功能单元是方法，因此，对 Java 程序进行单元测试就是针对单个 Java 方法的测试。
单元测试有什么好处呢？在学习单元测试前，我们可以先了解一下测试驱动开发。
所谓测试驱动开发，是指先编写接口，紧接着编写测试。编写完测试后，我们才开始真正编写实现代码。在编写实现代码的过程中，一边写，一边测，什么时候测试全部通过了，那就表示编写的实现完成了：
编写接口
│
▼
编写测试
│
▼
┌─▶ 编写实现
│ │
│ N ▼
└── 运行测试
│ Y
▼
任务完成
这就是传说中的……
当然，这是一种理想情况。大部分情况是我们已经编写了实现代码，需要对已有的代码进行测试。
我们先通过一个示例来看如何编写测试。假定我们编写了一个计算阶乘的类，它只有一个静态方法来计算阶乘：
代码如下：
public class Factorial {public static long fact(long n) {long r = 1;
for (long i = 1; i <= n; i++) {r = r * i;}
return r;
}
}
要测试这个方法，一个很自然的想法是编写一个 main() 方法，然后运行一些测试代码：
public class Test {public static void main(String[] args) {if (fact(10) == 3628800) {System.out.println("pass");
} else {System.out.println("fail");
}
}
}
这样我们就可以通过运行 main() 方法来运行测试代码。
不过，使用 main() 方法测试有很多缺点：
一是只能有一个 main() 方法，不能把测试代码分离，二是没有打印出测试结果和期望结果，例如，expected: 3628800, but actual: 123456，三是很难编写一组通用的测试代码。
因此，我们需要一种测试框架，帮助我们编写测试。
JUnit
JUnit 是一个开源的 Java 语言的单元测试框架，专门针对 Java 设计，使用最广泛。JUnit 是事实上的单元测试的标准框架，任何 Java 开发者都应当学习并使用 JUnit 编写单元测试。
使用 JUnit 编写单元测试的好处在于，我们可以非常简单地组织测试代码，并随时运行它们，JUnit 就会给出成功的测试和失败的测试，还可以生成测试报告，不仅包含测试的成功率，还可以统计测试的代码覆盖率，即被测试的代码本身有多少经过了测试。对于高质量的代码来说，测试覆盖率应该在 80% 以上。
此外，几乎所有的 IDE 工具都集成了 JUnit，这样我们就可以直接在 IDE 中编写并运行 JUnit 测试。JUnit 目前最新版本是 5。
以 Eclipse 为例，当我们已经编写了一个 Factorial.java 文件后，我们想对其进行测试，需要编写一个对应的 FactorialTest.java 文件，以 Test 为后缀是一个惯例，并分别将其放入 src 和test目录中。最后，在 Project – Properties – Java Build Path – Libraries 中添加 JUnit 5 的库：
整个项目结构如下：
我们来看一下 FactorialTest.java 的内容：
package com.itranswarp.learnjava;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class FactorialTest {@Test
void testFact() {assertEquals(1, Factorial.fact(1));
assertEquals(2, Factorial.fact(2));
assertEquals(6, Factorial.fact(3));
assertEquals(3628800, Factorial.fact(10));
assertEquals(2432902008176640000L, Factorial.fact(20));
}
}
核心测试方法 testFact() 加上了 @Test 注解，这是 JUnit 要求的，它会把带有 @Test 的方法识别为测试方法。在测试方法内部，我们用 assertEquals(1, Factorial.fact(1)) 表示，期望 Factorial.fact(1) 返回 1。assertEquals(expected, actual) 是最常用的测试方法，它在 Assertion 类中定义。Assertion还定义了其他断言方法，例如：
assertTrue(): 期待结果为trueassertFalse(): 期待结果为falseassertNotNull(): 期待结果为非nullassertArrayEquals(): 期待结果为数组并与期望数组每个元素的值均相等- …
运行单元测试非常简单。选中 FactorialTest.java 文件，点击Run – Run As – JUnit Test，Eclipse 会自动运行这个 JUnit 测试，并显示结果：
如果测试结果与预期不符，assertEquals()会抛出异常，我们就会得到一个测试失败的结果：
在 Failure Trace 中，JUnit 会告诉我们详细的错误结果：
org.opentest4j.AssertionFailedError: expected: <3628800> but was: <362880>
at org.junit.jupiter.api.AssertionUtils.fail(AssertionUtils.java:55)
at org.junit.jupiter.api.AssertEquals.failNotEqual(AssertEquals.java:195)
at org.junit.jupiter.api.AssertEquals.assertEquals(AssertEquals.java:168)
at org.junit.jupiter.api.AssertEquals.assertEquals(AssertEquals.java:163)
at org.junit.jupiter.api.Assertions.assertEquals(Assertions.java:611)
at com.itranswarp.learnjava.FactorialTest.testFact(FactorialTest.java:14)
at java.base/jdk.internal.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at ...
第一行的失败信息的意思是期待结果 3628800 但是实际返回是362880，此时，我们要么修正实现代码，要么修正测试代码，直到测试通过为止。
使用浮点数时，由于浮点数无法精确地进行比较，因此，我们需要调用 assertEquals(double expected, double actual, double delta) 这个重载方法，指定一个误差值：
assertEquals(0.1, Math.abs(1 - 9 / 10.0), 0.0000001);
单元测试的好处
单元测试可以确保单个方法按照正确预期运行，如果修改了某个方法的代码，只需确保其对应的单元测试通过，即可认为改动正确。此外，测试代码本身就可以作为示例代码，用来演示如何调用该方法。
使用 JUnit 进行单元测试，我们可以使用断言（Assertion）来测试期望结果，可以方便地组织和运行测试，并方便地查看测试结果。此外，JUnit 既可以直接在 IDE 中运行，也可以方便地集成到 Maven 这些自动化工具中运行。
在编写单元测试的时候，我们要遵循一定的规范：
一是单元测试代码本身必须非常简单，能一下看明白，决不能再为测试代码编写测试；
二是每个单元测试应当互相独立，不依赖运行的顺序；
三是测试时不但要覆盖常用测试用例，还要特别注意测试边界条件，例如输入为 0，null，空字符串"" 等情况。
练习
使用 JUnit 编写测试代码。
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小结
JUnit 是一个单元测试框架，专门用于运行我们编写的单元测试：
一个 JUnit 测试包含若干 @Test 方法，并使用 Assertions 进行断言，注意浮点数 assertEquals() 要指定delta。
