Тестирование программного обеспечения – неотъемлемая часть разработки качественных продуктов. Достаточно долго разработчики использовали модульные тесты (unit-тесты), тестируя поведение программы при фиксированных входных данных. Но с развитием индустрии всё больше внимания уделяется тестированию на основе свойств (property-based testing). Это мощная техника, которая позволяет проверять ПО на более глубоком уровне и ускорять процессы выпуска новых версий продуктов.
Что такое тестирование на основе свойств?
Тестирование на основе свойств — это метод автотестирования, при котором генерируются входные данные для тестов на основании заданных свойств, бизнес-инвариантов системы.
Представьте себе функцию, которая принимает на вход два числа и возвращает их сумму.
В тестировании на основе примеров (например, в unit-тестировании) мы проверим работу функции на нескольких предопределенных значениях, допустим, 2 + 3 = 5, 10 + 20 = 30. Но такой подход не гарантирует, что функция правильно обработает все возможные входные данные, например, отрицательные или очень большие числа. В тестировании на основе свойств мы описываем общие правила, которые должна соблюдать функция. Например, сумма должна быть одинаковой независимо от порядка чисел (коммутативность), и результат не должен меняться при объединении групп чисел (ассоциативность). Эти правила проверяются на случайных данных, сгенерированных автоматически, что позволяет протестировать гораздо больше ситуаций и улучшить покрытие тестами.
Почему это удобно?
- Генерация большого количества тестов автоматически. Вместо того чтобы писать конкретные примеры тестов вручную, мы описываем общие свойства системы, а затем фреймворк для property-based testing генерирует множество случайных данных и проверяет, удовлетворяют ли они заданным условиям. Это экономит время и силы команды, уменьшая необходимость написания десятков или сотен ручных тестов.
- Обнаружение редких багов. Одним из главных достоинств тестирования на основе свойств является возможность нахождения ошибок, которые могут быть пропущены при тестировании на фиксированных примерах. Благодаря генерации случайных входных данных система проверяется на редкие случаи, которые тестировщики могли не учесть. Помогает находить баги, возникающие лишь в специфических обстоятельствах.
- Фокус на бизнес-логике. Описывая свойства программы, разработчики концентрируются на проверке общей логики работы системы. Вместо написания тестов на каждый случай отдельно, они проверяют базовые принципы работы системы, что позволяет сфокусироваться на функциональных требованиях и ускоряет процессы тестирования.
- Лучшее покрытие тестами. Опять же – за счёт генерации случайных данных property-based testing поможет покрыть гораздо больше вариантов поведения программы, чем стандартное тестирование на основе фиксированных примеров. Это сократит вероятность пропуска ошибок.
Как тестирование на основе свойств помогает ускорить релиз?
Тестирование само по себе — это узкое место в процессе выпуска программного обеспечения. Оно должно быть максимально полным, чтобы обнаружить все ошибки и дефекты до того, как продукт попадёт в руки пользователей. Однако традиционное тестирование может занимать значительное время, особенно если тесты создаются вручную. Специалисты «Лаборатории качества» работают с самыми эффективными инструментами. Мы знаем, когда и какие методы и виды тестирования нужно применять.
Итак, тестирование на основе свойств помогает ускорить релиз за счёт нескольких пунктов:
- Автоматизация.
То, что большая часть тестов генерируется автоматически, позволяет быстрее охватить все критические участки кода и избежать необходимости вручную писать огромное количество тестов. - Повышенная точность.
Благодаря случайной генерации входных данных и проверке общих свойств программы находятся ошибки, которые традиционные тесты могли бы пропустить. Это снижает процент вероятности багов, которые могут «всплыть» в процессе использования продукта пользователями, что, в свою очередь, сокращает количество «горячих» исправлений после релиза. - Меньшее количество регрессионных ошибок.
Когда новые изменения в коде не нарушают существующие свойства системы, вероятность появления регрессионных ошибок резко снижается. Тестирование получается более надёжным и позволяет быстрее выпускать новые версии продукта. - Ускоряется воспроизведение багов.
Когда при тестировании на основе свойств обнаруживается баг, мы получаем не только сообщение об ошибке, но и сохранённую информацию о входных данных, на которых произошёл сбой. Согласитесь, это значительно упрощает процесс отладки, поскольку разработчики сразу получают точные условия для воспроизведения ошибки.
Примеры фреймворков для тестирования на основе свойств
Для использования тестирования на основе свойств есть библиотеки и инструменты, которые помогают автоматизировать процесс. Наиболее популярные из них это:
- QuickCheck для Haskell — один из самых известных и первых инструментов для тестирования на основе свойств.
- Hypothesis для Python — библиотека, которая поддерживает широкий спектр типов данных и позволяет легко описывать свойства программы.
- ScalaCheck для языка программирования Scala — фреймворк, который интегрируется с различными инструментами тестирования и даёт возможность гибко настраивать генерацию тестов.
Что в итоге?
Тестирование на основе свойств (property-based testing) – это мощный инструмент для проверки программного обеспечения, который позволяет более глубоко анализировать поведение системы и находить скрытые баги. Оно ускоряет процесс тестирования за счёт автоматической генерации тестов и помогает быстрее и надёжнее выпускать программные продукты.
Но стоит помнить, что тестирование на основе свойств – не панацея. Нужно понимать, когда уместно его использовать, а когда лучше не уходить от стандартных вариантов работы. И тем не менее в условиях современных требований к скорости релизов и качеству кода, внедрение этого подхода становится важным шагом для улучшения процесса разработки и тестирования.
Мы точно знаем все варианты для ускорения релиза вашего программного продукта и безошибочно подберём нужный.
