如何编写不模仿函数实现的 QuickCheck 测试？答案

【问题标题】：How do I write QuickCheck tests that don't mimic implementation of the function?如何编写不模仿函数实现的 QuickCheck 测试？
【发布时间】：2014-02-16 02:08:46
【问题描述】：

我正在使用 Haskell 和 QuickCheck 为以下函数编写测试：

{-| Given a list of points and a direction, find the point furthest
along in that direction. -}

fn :: (Eq a, Ord a, DotProd a) => [a] -> a -> a
fn pnts dir = pnts !! index
    where index = fromJust $ elemIndex (maximum dotproducts) dotproducts
          dotproducts = map (dot dir) pnts

我相信这个实现是正确的，因为它不是一个太复杂的函数。但是，我想使用 QuickCheck 来测试一些边缘情况。

但是，我遇到的问题是，当我定义我的 QuickCheck 测试时，它们与我正在测试的函数相同。

如何在 QuickCheck 中编写一个测试来测试函数的用途而不重复其实现？

【问题讨论】：

如果有人觉得这个问题太笼统，请考虑这是一个专门针对函数fn的问题。
如果您能分享一些关于您的问题的更多信息，例如特定的不充分测试、您对它的期望以及 DotProd 类型类的来源，将会有所帮助。
你能写一个Arbitrary 吗？一个方向？如果是，那么随机生成的点的什么性质不令人满意？
请添加更多信息，以便您的代码为self-contained。特别是DotProd 的定义及其一些实例。如果您添加了您尝试过的 QuickCheck 测试，也会有所帮助。
编码提示：查看Data.List 中的maximumBy 函数。使用fromJust 是不安全的，因为它会引发异常。

标签： unit-testing haskell testing quickcheck

【解决方案1】：

如何在 QuickCheck 中编写一个测试来测试函数的用途而不重复其实现？

首先，请注意，有时，表明函数根据其当前实现运行的快速检查属性并非完全没有价值。如果您更改了实现，您可以将其用于回归测试。例如，如果您优化 fn 的定义以使用巧妙的数据结构，则基于旧的、更直接的实现的 Quickcheck 属性可能会有所帮助。

其次，您通常希望 Quickcheck 属性检查函数的高级属性和声明性属性，而实现通常是较低级别且更直接可执行的。在这种情况下，您可以指定如下属性：

对于点 ps 和方向 d 的所有列表，点 fn ps d 在列表 ps 中。
对于所有点 ps、方向 d 和所有点 p 在 ps 中的列表，点 p 在 d 方向上不比点 fn ps d 更远。
对于所有点 p 和对于所有方向 d，fn [p, origin] d 是 p。

我不完全确定底层几何，所以我的例子可能很愚蠢。但我希望这些示例传达了总体思路：快速检查属性可以检查规范的属性“在一个方向上更远”，而无需提及特定算法。

【讨论】：