Laboratorium 3

Laboratorium 3

Celem laboratorium jest pokazanie, jak zazwyczaj przeprowadza się testowanie kodu. Zwykle testowane są poszczególne fragmenty kodu, np. pojedyncze metody klasy. Te fragmenty nazywane są jednostkami, stąd termin testy jednostkowe (unit testing)

O testowaniu:

Ogólne zasady:

testy umieszczamy w odrębnych klasach, np. MatrixTest
klasa z testami jest w tym samym pakiecie, co klasa testowana (czyli pakiety Matrix i MatrixTest są identyczne)
testów nie mieszamy z kodem, klasy służące do testowania umieszczamy w odrębnym folderze, zazwyczaj test

W wolnych chwilach przeczytaj także o Convention over configuration

Konfiguracja IntelliJ

Zanim naciśniesz <Ctrl Shift T> i zbudujesz pierwsze testy – musisz przeprowadzić niewielką zmianę w strukturze projektu. Należy dodać katalog test i oznaczyć go jako content root. W tym katalogu będą umieszczane klasy z testami. (W Netbeans to już jest przygotowane.)

1. Zaznacz węzeł z nazwą projektu i wybierz opcję: File→New→Directory i podaj nazwę test. Katalog powienien pojawić się na tym samym poziomie, co src.

2. Wybierz File → Project structure → Modules i oznacz katalog test jako Tests. Opis konfiguracji znajdziesz tu: https://www.jetbrains.com/help/idea/configuring-content-roots.html

Dodaj klasę z testami

Umieść kursor w linii public class Matrix { i użyj <Alt-Enter> lub <Ctrl Shift T>, wybierz Create Test. W oknie, które się pojawi wybierz Testing library: JUnit4 oraz zaznacz wszystkie widoczne metody. Procedura jest też opisana tu: https://www.jetbrains.com/help/idea/creating-tests.html.

Oczekiwany efekt: w strukturze projektu pojawi się plik MatrixTest umieszczony w katalogu test i takim samym pakiecie, jak klasa Matrix. Klasa MatrixTest będzie zawierała szkielet pustych metod o nazwach odpowiadających metodom klasy Matrix.

Zanim przejdziesz dalej : Zmień nazwę metody toString() w MatrixTest na testToString().

Dodaj bibliotekę JUnit

Uruchom MatrixTest (np. klikając prawym klawiszem i wybierając Run MatrixTest)
Testy raczej nie wykonają się - brakuje w projekcie biblioteki JUnit.
W linii import static org.junit.Assert.*; nazwa junit wyświetlana jest na czerwono. Umieść kursor na junit, naciśnij <Alt Enter> i wybierz Add JUnit4 to classpath. Następnie wybierz skąd ma pochodzić biblioteka (wewnętrzna dystrybucja). JUnit4 powinno pojawić się w strukturze projektu (external libraries).
Uruchom ponownie MatrixTest. Wszystkie testy powinny przejść pomyślnie.

To było dość skomplikowane. Osobiście wolę Netbeans, ponieważ projekty są od razu skonfigurowane do tworzenia testów. Generowane są też testy dla konstruktora i metody na ogół nazywają się testXXXX().

Jak działa testowanie

Biblioteka JUnit odnajduje wszystkie funkcje oznaczone, jako @Test. To są tak zwane adnotacje, czyli dodatkowe informacje dołączone do kodu, które nie są bezpośrednio wykorzystywane przez kompilator, ale przez zewnętrzne narzędzia i biblioteki, które je potrafią rozpoznać i zinterpretować.
Następnie uruchamiane są wszystkie funkcje oznaczone jako @Test. Jeśli funkcja nie spowoduje generacji wyjątku - test zakońcozny jest sukcesem, jeśli zostanie wygenerowany wyjątek, test kończy się porażką.

Oczywiście, puste funkcje nie generują wyjątków, więc kończą się sukcesem.

Biblioteka JUnit definiuje szereg funkcji assertXYZ(), które testują warunki i w razie ich niespełnienia generują wyjątki. Wyjątek może być też wygenerowany bez warunku: fail().

Dodaj na początku import: import static org.junit.Assert.*;

Wprowadź przykładowe asercje do kolejnych funkcji i sprawdź ich działanie.

fail("To nie działa");

assertTrue(1>2);

assertEquals(1,1);

assertNotEquals(2.0*2.0,4.0);

assertEquals(1.0,1.1,0.1); // testowanie równości wartości double z dokładnością 0.1

double[][] first={{1,2},{3}};
double[][] second={{1,2},{4}};
assertArrayEquals(first[0],second[0],.1);
assertArrayEquals(first[1],second[1],.1);

Napisz testy

Pisanie kodu testującego może być całkiem twórczym zajęciem.

Nigdy nie wprowadzaj danych z klawiatury
Używaj macierzy niewielkich rozmiarów typu 2 x 3, 3 x 4, itp. lub losuj rozmiary i zawartość macierzy
Jeżeli spodziewasz się jakiegoś wyniku result, np. [ [1,2] , [3,4] ] to utwórz drugą macierz z wartościami do porównania, odejmij rezultat i wyznacz normę - która oczywiście powinna mieć niewielką wartość.

Matrix expected = new Matrix(new double[][]{{1,2},{3,4}});
Matrix diff = expected.sub(result);
double err = diff.frobenius();
assertEquals(err,0,1e-5);

Metoda	Propozycja
Matrix(int rows, int cols)	sprawdź rozmiary macierzy
Matrix(double[][] d)	wywołaj asArray i sprawdź długości wierszy oraz czy brakujące wcześniej wartości są zerowe
double[][] asArray()	utwórz obiekt Matrix podając prostokątną tablicę d i sprawdź, poszczególne wiersze są sobie równe
get/set	sprawdź czy odczytujesz prawidłowe wartości
toString()	Policz przecinki i nawiasy
reshape()	spróbuj przechwycić wyjątek
sub	dedykowane testy lub odejmij identyczne macierze i oblicz normę frobeniusa
mul	dedykowane testy lub pomnóż przez -1 i dodaj?
add	chyba podobnie
div	dedykowane testy lub podziel macierz przez samą siebie, oblicz normę frobeniusa, sprawdź czy jest równa iloczynowi wierszy i kolumn
dot	dedykowany test wykonany wcześniej na kartce papieru?
eye	norma frobeniusa równa n
odwracanie	Czy wektor pomnożony przez macierz i jej odwrotność wraca do poprzedniej wartości, czy A-1*A = I

Test toString()

        String s= "[[1.0,2.3,4.56], [12.3,  45, 21.8]]";
        s= s.replaceAll("(\\[|\\]|\\s)+","");
        String[] t = s.split("(,)+");
        for(String x:t){
            System.out.println(String.format("\'%s\'",x ));
        }
 
        double[]d=new double[t.length];
        for(int i=0;i<t.length;i++) {
            d[i] = Double.parseDouble(t[i]);
        }
 
        double arr[][]=new double[1][];
        arr[0]=d;
 
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            for(int j=0;j<arr[i].length;j++){
                System.out.println(arr[i][j]);
            }
        }

Table of Contents