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测试驱动开发 (TDD)
概述
先写测试,看着它失败,然后编写最小代码使其通过。
核心原则: 如果你没有看到测试失败,你就不知道它是否测试了正确的东西。
违反规则的字面意思,就是违反规则的精神。
何时使用
总是:
- 新功能
- 错误修复
- 重构
- 行为变更
例外(询问你的人类伙伴):
- 一次性原型
- 生成的代码
- 配置文件
想着"就跳过这一次 TDD"?停下,那只是自我合理化。
铁律
没有失败的测试就不写生产代码
在测试之前写了代码?删除它,重新开始。
没有例外:
- 不要把它作为"参考"保留
- 不要在写测试时"适配"它
- 不要看它
- 删除就是删除
从测试开始全新实现,就这样。
红-绿-重构
digraph tdd_cycle {
rankdir=LR;
red [label="红色\n编写失败测试", shape=box, style=filled, fillcolor="#ffcccc"];
verify_red [label="验证正确\n失败", shape=diamond];
green [label="绿色\n最小代码", shape=box, style=filled, fillcolor="#ccffcc"];
verify_green [label="验证通过\n全部绿色", shape=diamond];
refactor [label="重构\n清理", shape=box, style=filled, fillcolor="#ccccff"];
next [label="下一个", shape=ellipse];
red -> verify_red;
verify_red -> green [label="是"];
verify_red -> red [label="错误\n失败"];
green -> verify_green;
verify_green -> refactor [label="是"];
verify_green -> green [label="否"];
refactor -> verify_green [label="保持\n绿色"];
verify_green -> next;
next -> red;
}
红色 - 编写失败测试
编写一个最小测试,展示应该发生什么。
<good>
test('失败操作重试3次', async () => {
let attempts = 0;
const operation = () => {
attempts++;
if (attempts < 3) throw new Error('fail');
return 'success';
};
const result = await retryOperation(operation);
expect(result).toBe('success');
expect(attempts).toBe(3);
});
名称清晰,测试真实行为,只做一件事 </good>
<bad>
test('重试有效', async () => {
const mock = jest.fn()
.mockRejectedValueOnce(new Error())
.mockRejectedValueOnce(new Error())
.mockResolvedValueOnce('success');
await retryOperation(mock);
expect(mock).toHaveBeenCalledTimes(3);
});
名称模糊,测试的是模拟而不是真实代码 </bad>
要求:
- 一个行为
- 清晰名称
- 真实代码(除非不可避免,否则不使用模拟)
验证红色 - 看着它失败
这是强制性的,永远不要跳过。
npm test path/to/test.test.ts
确认:
- 测试失败(不是错误)
- 失败消息是预期的
- 因为功能缺失而失败(不是拼写错误)
测试通过了? 你在测试现有行为。修复测试。
测试出错了? 修复错误,重新运行直到正确失败。
绿色 - 最小代码
编写最简单的代码来使测试通过。
<good>
async function retryOperation<T>(fn: () => Promise<T>): Promise<T> {
for (let i = 0; i < 3; i++) {
try {
return await fn();
} catch (e) {
if (i === 2) throw e;
}
}
throw new Error('unreachable');
}
刚好足够使测试通过 </good>
<bad>
async function retryOperation<T>(
fn: () => Promise<T>,
options?: {
maxRetries?: number;
backoff?: 'linear' | 'exponential';
onRetry?: (attempt: number) => void;
}
): Promise<T> {
// YAGNI
}
过度设计 </bad>
不要添加功能、重构其他代码,或超出测试范围进行"改进"。
验证绿色 - 看着它通过
这是强制性的。
npm test path/to/test.test.ts
确认:
- 测试通过
- 其他测试仍然通过
- 输出纯净(没有错误、警告)
测试失败了? 修复代码,不是测试。
其他测试失败了? 现在修复。
重构 - 清理
只有在测试通过(绿色)之后:
- 移除重复
- 改善名称
- 提取辅助函数
保持测试通过(绿色)。不要添加新行为。
重复
下一个失败的测试对应下一个功能。
好测试
| 质量 | 好 | 坏 |
|---|---|---|
| 最小 | 只做一件事。如果名称中有"和",就拆分它。 | test('验证邮箱和域名和空白') |
| 清晰 | 名称清晰描述行为 | test('test1') |
| 显示意图 | 演示期望的 API 使用方式 | 混淆了代码应该做什么 |
为什么顺序很重要
"我会在代码工作后再写测试来验证"
在代码之后写的测试会立即通过。立即通过并不能证明什么:
- 可能测试了错误的东西
- 可能测试了实现而不是行为
- 可能错过了你忘记的边缘情况
- 你从没看到它捕获错误
测试优先迫使你看到测试失败,从而证明它实际上测试了某些东西。
"我已经手动测试了所有边缘情况"
手动测试是临时的。你以为你测试了所有东西,但实际上:
- 没有测试记录
- 代码变更时无法重新运行
- 压力下容易忘记情况
- "我试的时候它工作了" ≠ 全面
自动化测试是系统性的,它们每次都以相同方式运行。
"删除 X 小时的工作是浪费"
这是沉没成本谬误。时间已经过去了,你现在需要选择:
- 删除并用 TDD 重写(X 更多小时,高信心)
- 保留它并在之后添加测试(30 分钟,低信心,可能有错误)
真正的"浪费"是你不能信任的代码。没有真正测试的工作代码就是技术债务。
"TDD 是教条的,实用主义意味着适应"
TDD 本身就是实用主义:
- 在提交前发现错误(比之后调试更快)
- 防止回归(测试立即捕获中断)
- 记录行为(测试显示如何使用代码)
- 支持重构(自由更改,测试捕获中断)
所谓的"实用主义"捷径,实际上等于在生产环境调试,反而更慢。
"之后的测试实现相同目标 - 是精神不是仪式"
不对。之后的测试回答的是"这个做什么?",而之前的测试回答的是"这个应该做什么?"
之后的测试受你的实现影响。你测试的是你构建的东西,而不是需要的东西。你验证的是你记住的边缘情况,而不是发现的边缘情况。
之前的测试在实现前强制你发现边缘情况。之后的测试验证你是否记得所有东西(实际上你没记住)。
花 30 分钟写之后的测试 ≠ TDD。你得到了覆盖率,但失去了证明测试有效的证据。
常见合理化
| 借口 | 现实 |
|---|---|
| "太简单不需要测试" | 简单代码也会出错。写测试只需要 30 秒。 |
| "我之后再测试" | 测试立即通过并不能证明什么。 |
| "之后的测试实现相同目标" | 之后的测试 = "这个做什么?" 之前的测试 = "这个应该做什么?" |
| "已经手动测试过" | 临时测试 ≠ 系统性测试。没有记录,无法重新运行。 |
| "删除 X 小时是浪费" | 这是沉没成本谬误。保留未验证的代码就是技术债务。 |
| "作为参考保留,先写测试" | 你会去适配它。那就是测试之后的做法。删除就是删除。 |
| "需要先探索" | 可以。扔掉探索代码,从 TDD 开始。 |
| "测试难 = 设计不清楚" | 倾听测试的反馈。难以测试 = 难以使用。 |
| "TDD 会拖慢我" | TDD 比调试更快。真正的实用主义 = 测试优先。 |
| "手动测试更快" | 手动测试不能证明边缘情况。每次更改都要重新手动测试。 |
| "现有代码没有测试" | 你正在改进它。为现有代码添加测试。 |
危险信号 - 停下重新开始
- 测试前写代码
- 实现后测试
- 测试立即通过
- 无法解释测试为何失败
- "稍后"添加测试
- 合理化"就这一次"
- "我已经手动测试过"
- "之后的测试实现相同目的"
- "是精神不是仪式"
- "作为参考"或"适配现有代码"
- "已经花了 X 小时,删除是浪费"
- "TDD 是教条的,我是实用主义"
- "这次不同因为..."
所有这些都意味着:删除代码,用 TDD 重新开始。
示例:错误修复
错误: 接受空邮箱
红色
test('拒绝空邮箱', async () => {
const result = await submitForm({ email: '' });
expect(result.error).toBe('需要邮箱');
});
验证红色
$ npm test
失败:期望得到'需要邮箱',实际得到 undefined
绿色
function submitForm(data: FormData) {
if (!data.email?.trim()) {
return { error: '需要邮箱' };
}
// ...
}
验证绿色
$ npm test
通过
重构 如果需要,可以为多个字段提取验证逻辑。
验证清单
标记工作完成前:
- 每个新函数/方法都有测试
- 在实现前看到每个测试失败
- 每个测试都因预期原因失败(功能缺失,不是拼写错误)
- 为通过每个测试编写了最小代码
- 所有测试通过
- 输出纯净(没有错误、警告)
- 测试使用真实代码(除非不可避免,否则不使用模拟)
- 覆盖边缘情况和错误
不能勾选所有项?说明你跳过了 TDD。重新开始。
卡住时
| 问题 | 解决方案 |
|---|---|
| 不知道如何测试 | 编写期望的 API。先写断言。询问你的人类伙伴。 |
| 测试太复杂 | 设计太复杂。简化接口。 |
| 必须模拟所有东西 | 代码耦合太紧。使用依赖注入。 |
| 测试设置巨大 | 提取辅助函数。还复杂?简化设计。 |
调试集成
发现错误?编写失败的测试来重现它。遵循 TDD 周期。测试证明修复有效并防止回归。
永远不要在没有测试的情况下修复错误。
测试反模式
添加模拟或测试工具时,阅读 [testing-anti-patterns.md](testing-anti-patterns.md) 以避免常见陷阱:
- 测试模拟行为而不是真实行为
- 向生产类添加仅测试方法
- 不理解依赖关系就进行模拟
最终规则
生产代码 → 测试存在且先失败
否则 → 不是 TDD
没有人类伙伴的许可,就没有例外。