实验四

实验项目名称：实验四          

一、 实验目的

1、掌握单元测试的基本理论和作用。

2、掌握典型单元测试工具 JUnit 的使用

 

二、 实验内容

实验任务 1 ：

请按以下操作步骤完成一个基本的 JUnit 测试实例。

以下是在IntelliJ IDEA环境下使用JUnit对Calculator类进行单元测试的详细步骤：

步骤1：创建Java项目

1. 打开IntelliJ IDEA → 新建项目 → 选择"Java" → 设置项目名称和路径 → 创建

 

 步骤2：创建Calculator类

public class Calculator {

    // 加法

    public int add(int a, int b) {

        return a + b;

    }

    // 减法

    public int subtract(int a, int b) {

        return a - b;

    }

    // 乘法

    public int multiply(int a, int b) {

        return a * b;

    }

    // 除法

    public double divide(int a, int b) {

        if(b == 0) throw new ArithmeticException("Cannot divide by zero");

        return (double) a / b;

    }

}

 

步骤3：添加JUnit依赖

1. 右键项目 → Open Module Settings

2. 选择"Libraries" → "+" → From Maven

3. 输入org.junit.jupiter:junit-jupiter-api:5.8.2 → 确定

4. 重复添加：

   - org.junit.jupiter:junit-jupiter-engine:5.8.2

   - org.junit.jupiter:junit-jupiter-params:5.8.2

 

 

 

 步骤4：创建测试类

1. 在src/test/java目录右键 → New → Java Class → 命名为CalculatorTest

2. 添加测试类注解：

import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;

import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

 

class CalculatorTest {

    private Calculator calculator;

 

    @BeforeEach

    void setUp() {

        calculator = new Calculator();

    }

 

    @Test

    void testAdd() {

        assertEquals(5, calculator.add(2, 3));

        assertEquals(-1, calculator.add(2, -3));

    }

 

    @Test

    void testSubtract() {

        assertEquals(1, calculator.subtract(4, 3));

        assertEquals(7, calculator.subtract(10, 3));

    }

 

    @Test

    void testMultiply() {

        assertEquals(6, calculator.multiply(2, 3));

        assertEquals(-6, calculator.multiply(2, -3));

    }

 

    @Test

    void testDivide() {

        assertEquals(2.0, calculator.divide(6, 3));

        assertEquals(3.333, calculator.divide(10, 3), 0.001);

    }

 

    @Test

    void testDivideByZero() {

        assertThrows(ArithmeticException.class, () -> calculator.divide(5, 0));

    }

}

 

步骤5：运行测试

1. 点击测试类左侧的绿色箭头图标 ▶️

2. 选择"Run 'CalculatorTest'"

3. 查看结果：

   - 绿色进度条：所有测试通过

   - 红色进度条：存在失败的测试

 

 步骤6：查看测试覆盖率（可选）

1. 右键测试类 → Run 'CalculatorTest' with Coverage

2. 查看覆盖率报告，确认是否覆盖所有代码分支

 

以下是使用JUnit 5进行参数化测试的详细操作步骤：

步骤1：创建参数化测试方法

在CalculatorTest类中添加以下代码：

java

import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;

import org.junit.jupiter.params.provider.CsvSource;

import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;

 

class CalculatorTest {

    // ... 其他已有代码 ...

    // 参数化加法测试（使用CSV数据）

    @ParameterizedTest(name = "[{index}] {0} + {1} = {2}") // 定义测试名称模板

    @CsvSource({

        "2, 3, 5",      // 正常情况

        "-5, 5, 0",     // 负数加法

        "0, 0, 0",      // 零值测试

        "2147483647, 1, -2147483648" // 整数溢出边界

    })

    void parameterizedAddTest(int a, int b, int expected) {

        assertEquals(expected, calculator.add(a, b));

    }

    // 参数化除法测试（使用CSV带浮点）

    @ParameterizedTest

    @CsvSource({

        "6, 3, 2.0",

        "10, 3, 3.333",

        "1, 2, 0.5"

    })

    void parameterizedDivideTest(int a, int b, double expected) {

        assertEquals(expected, calculator.divide(a, b), 0.001);

    }

    // 参数化异常测试（使用ValueSource）

    @ParameterizedTest

    @ValueSource(ints = {0, -0, 100}) // 测试多个除数为零的情况

    void parameterizedDivideByZeroTest(int divisor) {

        assertThrows(ArithmeticException.class, () -> calculator.divide(10, divisor));

    }

}

 

步骤3：数据源类型详解

1. @CsvSource

- 使用CSV格式直接嵌入测试数据

- 适用场景：需要多参数组合的测试

- 语法示例：

  java

  @CsvSource({

      "参数1a, 参数2a, 预期结果a",

      "参数1b, 参数2b, 预期结果b"

  })

  

2. @ValueSource

- 提供单个参数的简单值

- 适用场景：单一参数测试

- 支持类型：基本类型、String、Class

  java

  @ValueSource(ints = {1, 2, 3})

 

3. @MethodSource

- 通过方法提供复杂参数

- 在测试类中添加静态方法：

  java

  static Stream<Arguments> provideMultiplyData() {

      return Stream.of(

          Arguments.of(2, 3, 6),

          Arguments.of(-4, 5, -20),

          Arguments.of(0, 100, 0)

      );

  }

  @ParameterizedTest

  @MethodSource("provideMultiplyData")

  void parameterizedMultiplyTest(int a, int b, int expected) {

      assertEquals(expected, calculator.multiply(a, b));

  }

  

步骤4：运行参数化测试

1. 在测试类中：

   - 点击类名旁的绿色箭头 ▶️ → 运行所有测试

   - 点击单个参数化测试方法旁的箭头 → 运行单个测试

2. 查看结果时：

   - 每个参数组合会显示为独立测试项

   - 测试名称会显示参数值（通过name属性自定义）

 

步骤5：验证测试报告

执行后会显示详细结果：

✓ parameterizedAddTest(int, int, int)[1] 2 + 3 = 5

✓ parameterizedAddTest(int, int, int)[2] -5 + 5 = 0

✓ parameterizedAddTest(int, int, int)[3] 0 + 0 = 0

✓ parameterizedAddTest(int, int, int)[4] 2147483647 + 1 = -2147483648

 

参数化测试注意事项

1. 浮点数精度处理：

   java

   assertEquals(3.333, calculator.divide(10, 3), 0.001); // 第三个参数是允许的误差范围

2. 异常测试特殊处理：

   java

   @CsvSource({"5, 0", "10, 0"})

   void testDivideByZero(int a, int b) {

       assertThrows(ArithmeticException.class, () -> calculator.divide(a, b));

   }

实验任务 2 ：编写程序判断闰年，设计测试⽤例并⽤Junit进⾏测试。

1. 新建LeapYearChecker类

 

1. 新建LeapYearCheckerTest类

 

1. 启动测试类

 

4. 启动参数化测试

 

 

测试用例设计（等价类划分）

输入类型	测试用例	预期结果	覆盖规则
普通闰年	2020, 2004	true	能被4整除且不被100整除
世纪闰年	2000, 2400	true	能被400整除
非闰年	2021, 1900	false	不满足闰年条件
非法输入	0, -100	抛出异常	年份必须为正整数
边界值	1, 4, 100, 400	见CsvSource	验证临界点行为

 

 

 

实验任务3：编写程序判断非三角形，等腰三角形，等边三角形，直角三角形，钝角三角形，锐角三角形，设计测试用例并用JUnit进行测试。

1. 新建TriangleClassifier类

 

1. 新建TriangleClassifierTest类

 

1. 启动测试类

 

4. 启动参数化测试

 

 

 测试用例设计（等价类+边界值）

分类	输入样例	预期输出	验证要点
非三角形	(0,1,1)	NON_TRIANGLE	零值/负值检测
	(1,2,5)	NON_TRIANGLE	两边和≤第三边
等边三角形	(5,5,5)	EQUILATERAL	全等边识别
等腰非等边	(3,3,5)	ISOSCELES	仅两边相等
直角三角形	(3,4,5)	RIGHT_ANGLE	勾股定理验证
钝角三角形	(2,2,3)	OBTUSE_ANGLE	cosθ<0 判断
锐角三角形	(7,8,9)	ACUTE_ANGLE	cosθ>0 判断
边界情况	(3,4,4.999)	ACUTE_ANGLE	浮点精度处理
	(1,1,1.414213)	RIGHT_ANGLE	√2精确值验证

 

三、 实验步骤及结果

源程序见学习通平台。

 

四、 个人体会

通过本次实验，我深刻认识到单元测试对于代码质量保障的重要性，尤其是在使用JUnit进行参数化测试时，通过设计边界值、异常情况等测试用例，不仅验证了代码的正确性，还发现了原本忽略的整数溢出和浮点精度等问题。实验过程中，从最初的依赖配置问题到最终实现高覆盖率的测试用例，让我体会到测试驱动开发的严谨性，也掌握了如何利用@CsvSource、@MethodSource等高效组织测试数据，这些经验将帮助我在今后的开发中编写更健壮、可靠的代码。