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JUnit5 单元测试详解

article 2025/2/12 9:10:14

目录

一、什么是单元测试，为什么要进行单元测试？

二、JUnit 框架介绍

1.如何引进这些Jar包？

2.如何查看是否引进？

⑴. Project（项目）

⑵. Modules（模块）

⑶. Libraries（库）

⑷. Facets（方面）

⑸. Artifacts（工件）

⑹. SDKs

三、如何编写单元测试？

3.1 单元测试类的命名

3.2 编写单元测试方法

示例

四、什么是期望值和实际值？

1.常见的断言方法

2.示例代码

3.自定义注解 Test

1. @interface 关键字

2. public 访问修饰符

3. @Testable 元注解

五、 JUnit 5 常用注解

5.1 运行前后的注解

示例

1.@BeforeAll  和@AfterAll 

2.@BeforeEach和@AfterEach 

六、 解决单元测试中 Scanner 失效问题

解决方法步骤

七、其他高级功能

7.1 忽略测试

7.2 超时测试

一、什么是单元测试，为什么要进行单元测试？


单元测试（Unit Test） 是对软件中的最小可测试单元（如一个方法或一个类）进行独立测试，确保其行为符合预期。
在大型项目中，确保每个单元都是正确的，有助于降低错误传播的风险，提高代码质量，增强可维护性。

单元测试的优势


①及早发现错误：在开发阶段就发现并修复 Bug，降低修复成本。
②提高代码质量：促进代码解耦，使代码更加模块化、可复用。
③增强代码可维护性：修改代码时，能够快速验证新代码是否影响原有功能。
④方便回归测试：自动化测试能减少手动测试的工作量，提高效率。

二、JUnit 框架介绍

JUnit 是 Java 语言中最流行的单元测试框架之一。JDK 不自带 JUnit，需要手动引入。
最新的 JUnit 版本是 JUnit 5，由 JUnit Platform、JUnit Jupiter 和 JUnit Vintage 组成。

如何引入 JUnit 5？
如果使用 Maven，在 pom.xml 文件中添加：

<dependencies>
    <!-- JUnit 5 依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-api</artifactId>
        <version>5.9.2</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.junit.jupiter</groupId>
        <artifactId>junit-jupiter-engine</artifactId>
        <version>5.9.2</version>
    </dependency>
</dependencies>

如果使用 Gradle：

dependencies {
    testImplementation 'org.junit.jupiter:junit-jupiter:5.9.2'
}

做单元测试需要引入JUnit框架，JUnit框架在JDK中没有，需要额外引入，也就是引入JUnit框架的class文件（jar包）

1.如何引进这些Jar包？

1.在模块下新建目录，用于存放jar包

下载 JUnit Jar 包

  • 访问 JUnit 的官方 Maven 仓库（https://mvnrepository.com/ ），搜索 JUnit，选择合适的版本下载对应的 jar 包。例如，JUnit 5 的核心库junit-jupiter-api和junit-jupiter-engine，以及 JUnit Vintage（用于支持旧的 JUnit 3 和 JUnit 4 测试）的junit-vintage-engine。

  • 一般 Java 项目的目录结构为src存放源代码，lib存放外部库文件。在项目根目录下创建lib文件夹，并将下载好的 JUnit Jar 包复制到lib文件夹中。

2.把jar包下载好放进去

3.配置类路径（Classpath）



点ok即可

2.如何查看是否引进？

1.点Project Structure（项目结构）

⑴. Project（项目）

  • 作用：定义整个项目的基本设置，这些设置会影响项目中的所有模块。
  • 主要设置项
    • Project name：项目的名称，在文件系统和 IDE 中标识该项目。
    • Project SDK：选择项目要使用的软件开发工具包（SDK），比如 Java SDK。如果没有合适的 SDK，可以点击 “New” 来添加新的 SDK。
    • Project language level：指定项目使用的 Java 语言级别，不同的语言级别支持不同的 Java 特性。
    • Project compiler output：设置项目编译输出的目录，编译生成的 .class 文件会存放在这里。

⑵. Modules（模块）

  • 作用：模块是项目的组成部分，每个模块可以有自己独立的设置和依赖。
  • 主要设置页签
    • Sources
      • 定义源代码、测试代码、资源文件和测试资源文件的目录。通常，源代码目录显示为蓝色，测试代码目录显示为绿色，资源目录显示为黄色。
      • 可以设置排除目录，这些目录不会被编译或参与项目构建。
    • Paths
      • 配置模块的输出路径，包括编译输出目录和测试编译输出目录。
    • Dependencies
      • 添加模块所需的依赖项，如 JAR 文件、库、其他模块等。可以通过不同的作用域（如 Compile、Test、Runtime 等）来指定依赖项的使用范围。

所以，这样可以看到已经引进了junit单元测试所需jar包

⑶. Libraries（库）

  • 作用：管理项目中使用的外部库。
  • 设置说明
    • 可以添加本地的 JAR 文件、文件夹或从 Maven、Gradle 等仓库中下载的依赖库。
    • 这些库会被项目中的模块引用，为项目提供额外的功能。

⑷. Facets（方面）

  • 作用：用于为模块添加特定的功能或框架支持。
  • 常见示例
    • 例如，添加 Web 方面可以使模块支持 Web 开发，包括配置 Web 资源目录、部署描述符等。

⑸. Artifacts（工件）

  • 作用：定义项目的打包方式和输出结果。
  • 常见类型及设置
    • 常见类型：如 JAR、WAR、EAR 等。
    • 设置内容：可以指定哪些模块、资源和依赖项会被包含在打包结果中，以及打包的输出路径。

⑹. SDKs

  • 作用：管理项目使用的 SDK，包括 Java SDK、Android SDK 等。
  • 操作内容
    • 可以添加、删除和配置不同版本的 SDK，还可以设置 SDK 的路径和相关参数。

三、如何编写单元测试？

3.1 单元测试类的命名

单元测试类的命名通常遵循：

  • 被测试类名 + Test
  • 例如，测试 Calculator 类时，单元测试类命名为 CalculatorTest

3.2 编写单元测试方法

  • 方法需要使用 @Test 注解
  • 返回值类型必须是 void
  • 方法不能有参数
  • 方法名建议使用 testXxx

示例

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

class CalculatorTest {

    // 被测试方法
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 单元测试方法
    @Test
    void testAdd() {
        CalculatorTest calculator = new CalculatorTest();
        int actualValue = calculator.add(2, 3);  // 实际值
        int expectedValue = 5;  // 期望值
        assertEquals(expectedValue, actualValue, "加法计算错误");
    }
}

四、什么是期望值和实际值？

 ● 期望值（Expected Value）：你认为代码正确运行后应该返回的值
 ● 实际值（Actual Value）：代码实际运行后的返回值
JUnit 提供了 Assertions 断言方法 来检查期望值和实际值是否相等，例如：

在 Java 的 JUnit 测试框架中，assertEquals 是一个非常重要的断言方法，用于验证预期值和实际值是否相等。

assertEquals(期望值, 实际值, "错误信息");

1.常见的断言方法

断言方法作用
assertEquals(expected, actual) 断言两个值是否相等
assertNotEquals(expected, actual) 断言两个值不相等
assertTrue(condition) 断言条件为 true
assertFalse(condition) 断言条件为 false
assertNull(object)断言对象为 null
assertNotNull(object)  断言对象不为 null
assertThrows(Exception.class, () -> 方法调用) 断言是否抛出指定异常

2.示例代码

// 自定义的 Math 类
class MyMath {
    public static int sum(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public static int sub(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    public static int mul(int a, int b) {
        return a * b;
    }

    // 处理除数为零的情况
    public static int div(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("除数不能为零");
        }
        return a / b;
    }
}

import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;

// 测试类
public class MathTest {
    @Test
    public void testSum() {
        System.out.println("testSum");
        // 调用自定义的 MyMath 类的 sum 方法
        int actual = MyMath.sum(10, 20);
        int expected = 30;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }

    @Test
    public void testSub() {
        System.out.println("testSub");
        int actual = MyMath.sub(20, 10);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }

    @Test
    public void testMul() {
        System.out.println("testMul");
        int actual = MyMath.mul(2, 5);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }

    @Test
    public void testDiv() {
        System.out.println("testDiv");
        int actual = MyMath.div(20, 5);
        int expected = 4;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }

    @Test
    public void testDivByZero() {
        System.out.println("testDivByZero");
        Assertions.assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> {
            MyMath.div(10, 0);
        });
    }
}

运行结果：

3.自定义注解 Test

@Testable
public @interface Test {
}
1. @interface 关键字

在 Java 里，@interface 这个关键字是专门用来定义注解的。注解本质上是一种特殊的接口，它为代码元素（像类、方法、字段等）添加额外的元数据信息。当你使用 @interface 定义注解时，Java 编译器会自动将其编译成一个继承自 java.lang.annotation.Annotation 的接口。

2. public 访问修饰符

public 是访问修饰符，它表明这个注解可以在任何地方被访问和使用。如果不写 public，注解默认的访问权限是包级私有，也就是只能在同一个包内被访问。

3. @Testable 元注解

@Testable 是一个元注解，元注解的作用是修饰其他注解。在这里，@Testable 对 Test 注解进行了标注，它为 Test 注解添加了额外的元数据或者功能。不过，@Testable 并非 Java 内置的元注解，它应该是自定义的。

五、 JUnit 5 常用注解


JUnit 5 提供了一些常见的测试生命周期注解。

5.1 运行前后的注解

 

示例

1.@BeforeAll  和@AfterAll 

MyMath类：

public class MyMath {
    public static int sum(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public static int sub(int a, int b) {
        return a - b;
    }
    public static int mul(int a, int b) {
        return a * b;
    }
    // 处理除数为零的情况
    public static int div(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("除数不能为零");
        }
        return a / b;
    }
}

MathTest类：

import org.junit.jupiter.api.*;

// 测试类
public class MathTest {
    @BeforeAll
    public static void before(){
        System.out.println("所有测试方法执行前运行,仅运行一次（必须是静态方法）");
        System.out.println("开始执行单元测试了！");

    }

    @AfterAll
    public static void after(){
        System.out.println("所有测试方法执行后运行，仅运行一次（必须是静态方法）");
        System.out.println("单元测试执行完毕！");
    }




    @Test
    public void testSum() {
        System.out.println("testSum");
        // 调用自定义的 MyMath 类的 sum 方法
        int actual = MyMath.sum(10, 20);
        int expected = 30;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testSub() {
        System.out.println("testSub");
        int actual = MyMath.sub(20, 10);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testMul() {
        System.out.println("testMul");
        int actual = MyMath.mul(2, 5);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testDiv() {
        System.out.println("testDiv");
        int actual = MyMath.div(20, 5);
        int expected = 4;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testDivByZero() {
        System.out.println("testDivByZero");
        Assertions.assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> {
            MyMath.div(10, 0);
        });
    }
}

运行结果：

2.@BeforeEach和@AfterEach 

注意：@BeforeEach和@AfterEach 注解的方法不需要是静态的

 @BeforeEach
    public void beforeEach(){
        System.out.println("单元测试方法开始执行");
    }

    @AfterEach
    public void afterEach(){
        System.out.println("单元测试方法执行结束");
    }

示例代码：

 MyMath类：

public class MyMath {
    public static int sum(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public static int sub(int a, int b) {
        return a - b;
    }
    public static int mul(int a, int b) {
        return a * b;
    }
    // 处理除数为零的情况
    public static int div(int a, int b) {
        if (b == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("除数不能为零");
        }
        return a / b;
    }
}

MathTest类：


import org.junit.jupiter.api.*;

// 测试类
public class MathTest {
    @BeforeAll
    public static void before(){
        System.out.println("所有测试方法执行前运行,仅运行一次（必须是静态方法）");
        System.out.println("开始执行单元测试了！");

    }

    @AfterAll
    public static void after(){
        System.out.println("所有测试方法执行后运行，仅运行一次（必须是静态方法）");
        System.out.println("单元测试执行完毕！");
    }

    @BeforeEach
    public void beforeEach(){
        System.out.println("单元测试方法开始执行");
    }

    @AfterEach
    public void afterEach(){
        System.out.println("单元测试方法执行结束");
    }




    @Test
    public void testSum() {
        System.out.println("testSum");
        // 调用自定义的 MyMath 类的 sum 方法
        int actual = MyMath.sum(10, 20);
        int expected = 30;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testSub() {
        System.out.println("testSub");
        int actual = MyMath.sub(20, 10);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testMul() {
        System.out.println("testMul");
        int actual = MyMath.mul(2, 5);
        int expected = 10;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testDiv() {
        System.out.println("testDiv");
        int actual = MyMath.div(20, 5);
        int expected = 4;
        Assertions.assertEquals(expected, actual);
    }
    @Test
    public void testDivByZero() {
        System.out.println("testDivByZero");
        Assertions.assertThrows(IllegalArgumentException.class, () -> {
            MyMath.div(10, 0);
        });
    }
}

运行结果：

六、 解决单元测试中 Scanner 失效问题

上述 MyMath类：和MathTest类：加入下面代码

  @Test
    public void testAdd(){
        Scanner s=new Scanner(System.in);
        int i=s.nextInt();
        System.out.println("程序执行到这里了");
    }

运行结果：

程序会一直卡在那转圈

解决方法步骤

  1. 选中导航栏的 “Help”，然后选中 “Edit Custom VM Options...”： 在 IntelliJ IDEA 中，“Edit Custom VM Options...” 选项允许你对 Java 虚拟机（JVM）的运行参数进行自定义设置。通过这个操作，你可以打开用于存储自定义 JVM 选项的文件。

2.在 “IDEA64.exe.vmoptions” 文件中添加内容

-Deditable.java.test.console=true

-D是 JVM 的参数选项，用于设置系统属性。

editable.java.test.console=true这个属性设置的作用是开启可编辑的 Java 测试控制台。在默认情况下，单元测试的控制台可能不允许用户手动输入数据，而设置这个属性后，就可以在测试控制台中进行输入操作，从而让Scanner能够正常从标准输入读取数据。

3.重启 IDEA： 修改 JVM 选项后，需要重启 IDEA 才能使新的设置生效。重启后，再次运行包含Scanner的单元测试，应该就能正常读取输入了

七、其他高级功能


7.1 忽略测试


使用 @Disabled 让某个测试方法或测试类暂时不执行：

@Test
@Disabled("未完成的功能")
void testNotFinished() {
    System.out.println("这条测试不会执行");
}

7.2 超时测试


如果某个测试必须在指定时间内完成，可以使用 assertTimeout：

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;
import java.time.Duration;

@Test
void testTimeout() {
    assertTimeout(Duration.ofMillis(500), () -> Thread.sleep(300));
}


JUnit 5 是 Java 进行单元测试的标准框架，它提供了丰富的测试注解、断言方法和生命周期控制。
通过合理编写单元测试，可以显著提高代码质量，减少 Bug，增强代码的可维护性。
   


http://www.kler.cn/a/541859.html

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