為驅(qū)動開發(fā)(Behavior-Driven Development,BDD)是一種卓越的開發(fā)模式。能幫助開發(fā)者養(yǎng)成日清日結(jié)的好習(xí)慣，從而避免甚至杜絕“最后一分鐘”的情況出現(xiàn)，因此對提高代碼質(zhì)量是大有裨益的。其與Gherkin語法相結(jié)合的測試結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)形式，使得對團(tuán)隊(duì)的全部成員包括非技術(shù)人員都具有極好的易讀性。

所有代碼都必須進(jìn)行測試，這意味著上線時(shí)把系統(tǒng)瑕疵降到最低甚至為零。這需要與完整的測試套件相配，從整體把控軟件行為，使得檢測與維護(hù)都能有序進(jìn)行。這就是BDD的魅力所在，難道不心動嗎？

什么是BDD?

BDD的概念和理論源自TDD(測試驅(qū)動開發(fā))，類似于TDD的理論要點(diǎn)是在編碼前先寫好測試。不同點(diǎn)是除了使用單元測試進(jìn)行細(xì)粒度化測試，還使用接受測試(acceptance tests)貫穿程序始末。接下來我們會結(jié)合Lettuce測試框架進(jìn)行講解。

BDD過程可簡單概括為：

• ??? 編寫一個(gè)缺陷接受測試
• ??? 編寫一個(gè)缺陷單元測試
• ??? 使單元測試通過
• ??? 重構(gòu)
• ??? 使接受測試通過

在每個(gè)功能里，如有需要重復(fù)上述步驟。

敏捷開發(fā)中的BDD

在敏捷開發(fā)中，BDD更是如魚得水。

如果項(xiàng)目的新功能和新需求每隔一、兩個(gè)星期就發(fā)生變更，那么該團(tuán)隊(duì)需要配合進(jìn)行快節(jié)奏的測試和編碼工作。Python中的接受和單元測試可以幫助實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。

接受測試為人熟知的是使用了一個(gè)英文格式的“特性”描述文件，內(nèi)容是含有的測試以及個(gè)別測試。這樣做的好處是使整個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)都參與其中，除了開發(fā)者，還有管理者與商業(yè)分析者等不參與實(shí)際測試過程的非技術(shù)成員。

特性文件的編寫遵循全員可讀的規(guī)則，使技術(shù)和非技術(shù)成員都能清楚理解與接收。如果只包含單元測試，那么有可能會導(dǎo)致需求分析不全面或不能達(dá)成共識。接受測試的最大優(yōu)點(diǎn)是適用性強(qiáng)，不論項(xiàng)目規(guī)模大小都能運(yùn)用自如。

Gherkin語法

通常會使用Gherkin來編寫接受測試，Gherkin來自Cucumber框架，由Ruby語言所編寫。Gherkin語法十分簡單，在Lettuce Python中主要使用以下8點(diǎn)來進(jìn)行特性和測試的定義：

• ??? Given假設(shè)
• ??? When時(shí)間
• ??? Then下一步
• ??? And與
• ??? Feature特性：
• ??? Background背景：
• ??? Scenario Outline場合大綱：

安裝

使用Python常用的pip install語句就可完成Lettuce包的安裝：
?

            
$ pip install lettuce

          

$ lettuce /path/to/example.feature用于運(yùn)行測試。可以每次只運(yùn)行一個(gè)測試文件，或者是提交目錄名來運(yùn)行目錄下的所有文件。

為了使測試的編寫和使用更加容易，我們建議把nosetests也安裝好：
?

            
$ pip install nose

          

特性文件

特性文件由英語寫成，內(nèi)容是測試所覆蓋的程序范圍。此外還包括測試的創(chuàng)建任務(wù)。換言之，你除了需要編寫測試，還得規(guī)范自己就程序的方方面面編寫出良好的文檔。這樣做的好處是使自己對代碼上下都心中有數(shù)，明確下一步做什么。隨著項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，文檔的重要性會逐步顯現(xiàn)；例如重新回顧某個(gè)功能或?qū)δ硞€(gè)調(diào)用API進(jìn)行回溯等等。

接下來會結(jié)合TDD中的一個(gè)實(shí)例創(chuàng)建一個(gè)特性文件。該實(shí)例是一個(gè)由Python寫成的簡易計(jì)算器，同時(shí)會演示接受測試的基本寫法。目錄構(gòu)成的建議是建立兩個(gè)文件夾，一個(gè)是app，用于放置代碼文件如calculator.py；另一個(gè)是tests，用于放置特性文件夾。

            
calculator.py：
 
class Calculator(object):
  def add(self, x, y):
    number_types = (int, long, float, complex)
 
    if isinstance(x, number_types) and isinstance(y, number_types):
      return x + y
    else:
      raise ValueError


          

tests/features目錄下的特性文件calculator.feature
?

            
Feature: As a writer for NetTuts
 I wish to demonstrate
 How easy writing Acceptance Tests
 In Python really is.
 
 Background:
  Given I am using the calculator
 
 Scenario: Calculate 2 plus 2 on our calculator
  Given I input "2" add "2"
  Then I should see "4"

          

從該例子不難看出特性文件的描述是非常直截了當(dāng)?shù)模軌蚴谷w成員都能看明白。

特性文件的三個(gè)要點(diǎn)：

• ??? Feature block(特性區(qū)塊)：該處描述了測試組所涵蓋的程序內(nèi)容。這里不執(zhí)行任何代碼，但能使閱讀者明白正要進(jìn)行什么樣的特性測試。
• ??? Background block(背景區(qū)塊)：先于特性文件中每個(gè)場景(Scenario)區(qū)塊執(zhí)行。這類似于SetUp()方法用于進(jìn)行創(chuàng)建代碼的編寫，例如進(jìn)行條件和位置的編寫。
• ??? Scenario block(場景區(qū)塊)：這里用于定義測試。第一行用作文檔再一次的描述，接著是測試的具體內(nèi)容。以這樣的風(fēng)格編寫測試難道不是很簡單嗎？

步驟(Steps)文件

除了特性文件，步驟文件也是必須的，這是“見證奇跡的時(shí)刻”。顯然地，特性文件本身不會做出什么結(jié)果；它需要步驟文件依次地與Python執(zhí)行代碼一一映射才有最后的結(jié)果輸出。這里應(yīng)用的是正則表達(dá)式。

正則表達(dá)式？不會過于復(fù)雜嗎？其實(shí)在BDD世界里，正則表達(dá)式常用于捕捉整個(gè)字符串或從某行抓取變量。所以熟能生巧。

正則表達(dá)式？在測試中使用不會太復(fù)雜嗎？在Lettuce是不會的，反而是非常簡單的。

以下是對應(yīng)的步驟文件的編寫：
?

            
from lettuce import *
from nose.tools import assert_equals
from app.calculator import Calculator
 
 
@step(u'I am using the calculator')
def select_calc(step):
  print ('Attempting to use calculator...')
  world.calc = Calculator()
 
 
@step(u'I input "([^"]*)" add "([^"]*)"')
def given_i_input_group1_add_group1(step, x, y):
  world.result = world.calc.add(int(x), int(y))
 
 
@step(u'I should see "([^"]+)"')
def result(step, expected_result):
  actual_result = world.result
  assert_equals(int(expected_result), actual_result)

          

文件首部分是標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)入寫法。例如對Calculator的訪問和Lettuce工具的導(dǎo)入，還有nosetest包中assert_equals斷定方法的導(dǎo)入。接下來，你就可以開始針對特性文件的每一行進(jìn)行步驟定義。如前所述，正則表達(dá)式很多時(shí)候用于提取整個(gè)字符串，除了有時(shí)需要在某行對變量進(jìn)行訪問。

在這個(gè)例子中， 里的@step起到解碼提取的作用；u字母的意思是以unicode編碼方式進(jìn)行表達(dá)式執(zhí)行。接著是使用正則表達(dá)式對引用的內(nèi)容進(jìn)行匹配，這里是要進(jìn)行相加的數(shù)字。

然后是對Python方法傳入變量，變量名可任意定義，這里使用x和y作為calculator add方法的傳入變量名。

此外需要介紹world變量的使用。world是一個(gè)全局容器，使得變量可以在同一場景的不同步驟中使用。否則，所有變量只對應(yīng)于其所在方法可用。例如把a(bǔ)dd方法的運(yùn)算結(jié)果存放于某個(gè)step，而在另一外一個(gè)step進(jìn)行結(jié)果的斷定。

特性的執(zhí)行

特性文件和步驟文件都完成后，接下來可以運(yùn)行測試來看看能否通過。內(nèi)建測試運(yùn)行機(jī)的Lettuce執(zhí)行方式是很簡單的，例如

            
lettuce test/features/calculator.feature：
 
$ lettuce tests/features/calculator.feature 
 
Feature: As a writer for NetTuts         # tests/features/calculator.feature:1
 I wish to demonstrate             # tests/features/calculator.feature:2
 How easy writing Acceptance Tests       # tests/features/calculator.feature:3
 In Python really is.              # tests/features/calculator.feature:4
 
 Background:
  Given I am using the calculator       # tests/features/steps.py:6
  Given I am using the calculator       # tests/features/steps.py:6
 
 Scenario: Calculate 2 plus 2 on our calculator # tests/features/calculator.feature:9
  Given I input "2" add "2"          # tests/features/steps.py:11
  Then I should see "4"            # tests/features/steps.py:16
 
1 feature (1 passed)
1 scenario (1 passed)
2 steps (2 passed)

          

Lettuce的輸出是非常工整的，它清楚顯示了哪行特性文件代碼被執(zhí)行了，然后對成功執(zhí)行的行以高亮綠色顯示。此外還顯示了正在運(yùn)行的特性文件以及行號，這對于測試失敗時(shí)進(jìn)行特性文件缺陷行的查找是很有幫助的。輸出末尾是特性，場景，步驟的執(zhí)行個(gè)數(shù)以及通過個(gè)數(shù)的結(jié)果匯總。本例中所有測試都通過了。但如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，Lettuce會如何處理呢？

首先得對calculator.py代碼進(jìn)行修改，把a(bǔ)dd方法改為兩數(shù)相減：
?

            
class Calculator(object):
  def add(self, x, y):
    number_types = (int, long, float, complex)
 
    if isinstance(x, number_types) and isinstance(y, number_types):
      return x - y
    else:
      raise ValueError

          

再次運(yùn)行，看看Lettuce是如何對錯(cuò)誤進(jìn)行說明的：
?

            
$ lettuce tests/features/calculator.feature 
 
Feature: As a writer for NetTuts         # tests/features/calculator.feature:1
 I wish to demonstrate             # tests/features/calculator.feature:2
 How easy writing Acceptance Tests       # tests/features/calculator.feature:3
 In Python really is.              # tests/features/calculator.feature:4
 
 Background:
  Given I am using the calculator       # tests/features/steps.py:6
  Given I am using the calculator       # tests/features/steps.py:6
 
 Scenario: Calculate 2 plus 2 on our calculator # tests/features/calculator.feature:9
  Given I input "2" add "2"          # tests/features/steps.py:11
  Then I should see "4"            # tests/features/steps.py:16
  Traceback (most recent call last):
   File "/Users/user/.virtualenvs/bdd-in-python/lib/python2.7/site-packages/lettuce/core.py", line 144, in __call__
    ret = self.function(self.step, *args, **kw)
   File "/Users/user/Documents/Articles - NetTuts/BDD_in_Python/tests/features/steps.py", line 18, in result
    assert_equals(int(expected_result), actual_result)
   File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/unittest/case.py", line 515, in assertEqual
    assertion_func(first, second, msg=msg)
   File "/System/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/2.7/lib/python2.7/unittest/case.py", line 508, in _baseAssertEqual
    raise self.failureException(msg)
  AssertionError: 4 != 0
 
1 feature (0 passed)
1 scenario (0 passed)
2 steps (1 failed, 1 passed)
 
List of failed scenarios:
 Scenario: Calculate 2 plus 2 on our calculator # tests/features/calculator.feature:9

          

顯然，實(shí)際結(jié)果0與預(yù)期結(jié)果4是不符的。Lettuce清楚顯示了該問題，接下來就是調(diào)試排錯(cuò)直到通過的時(shí)間了。

其它工具
在Python中還提供了很多不同的工具來進(jìn)行類似的測試，這些工具基本源自Cucumber。例如：

• ??? Behave：這是一個(gè)Cucumber接口。文檔配套齊備，保持更新，有不少的配套工具。
• ??? Freshen：另一個(gè)Cucumber接口，配套網(wǎng)站有完整的教程和實(shí)例，安裝方式都是簡單的pip方式。

不論使用什么工具，只要對某個(gè)工具運(yùn)用熟練了，其它的自然能融會貫通。對教程文檔的熟讀是成功的第一步。

優(yōu)點(diǎn)

自信地進(jìn)行代碼重構(gòu)

使用一個(gè)完整測試套件的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。找到一個(gè)強(qiáng)大的測試套件，會讓代碼重構(gòu)工作事半功倍，信心滿滿。

隨著項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如果缺乏有效的工具，這不啻會使回溯和重構(gòu)工作困難重重。如果有一套完整的接受測試來與每個(gè)特性一一對應(yīng)，那么將能使變更工作有序不紊地進(jìn)行，不會對現(xiàn)有功能模塊造成破壞。

全員都能參與其中的接受測試，將能極大地提升團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力，一開始就朝著同一目標(biāo)前進(jìn)。程序員可把精力用在精確的目標(biāo)上，避免需求范圍的失控；測試員可就特性文件進(jìn)行一一檢閱，把測試環(huán)節(jié)做到極致。最后形成良性循環(huán)，使得程序的每個(gè)特性都完美交付。

綜述

結(jié)合上述過程和工具，在過往工作過的團(tuán)隊(duì)中我們都曾取得不錯(cuò)的成績。BDD開發(fā)方式可使整個(gè)團(tuán)隊(duì)保持專注，保持自信，保持活力，并使?jié)撛阱e(cuò)誤降到最低。