单元测试正确的数据结构创建答案

【问题标题】：Unit test proper data structure creation单元测试正确的数据结构创建
【发布时间】：2009-09-12 12:34:54
【问题描述】：

如何测试数据结构是否正确构建？我正在实现一种修改后的基数树，并且想知道如何检查您的数据结构是否正确构建。

考虑TreeNode {String, Int} 节点的树。您总是希望将新子节点附加到值等于 0 的最深节点，如下例所示：

根，0 - Child_1, 5 - Child_2, 0 - Child_3, 1

问题是，如果树形结构按照您的意愿构建，如何进行单元测试？ TreeNode 只有一种方法，即insert。

到目前为止，我的想法是编写TreeVisitor，它将遍历树并将每个节点转换为字符串。上面示例中的树可能如下所示：

[根, 0 [Child_1, 5][Child_2, 0 [Child_3, 1]]]

知道构建树的算法，如果我知道我要插入什么元素，我可以手动创建这样的字符串。我的单元测试看起来像这样（使用相同的示例）。

TreeNode root = new TreeNode("Root", 0);
root.insert(new TreeNode("Child_1", 5));
root.insert(new TreeNode("Child_2", 0));
root.insert(new TreeNode("Child_3", 1));
TreeVisitor visitor = new TreeVisitor();
String expected = "[Root, 0 [Child_1, 5][Child_2, 0 [Child_3, 1]]]";
asssertEquals(expected, visitor.visit(root));

我觉得这不是最好的方法。首先，一旦访问者发生变化，所有测试都会失败（只需将[ ] 更改为( )）。此外，这种方法允许我测试非常小的树（我可以手动计算的那么大）。你会如何测试更大的？

一般问题是，如何编写测试来检查数据结构是否正确构建？

我想我可能把整个测试想法弄错了，因为我刚从十几个教程中测试 .Sum(a, b) 是否按预期工作:-)

【问题讨论】：

标签： java unit-testing tree tdd

【解决方案1】：

这看起来像是一个实际的测试驱动设计案例。只有“插入”方法的接口是不可测试的，因为它也不可用。建造一棵树，而无法看到或做任何事情，你建造的树不会让你到任何地方。

确定您希望客户端如何访问树（访问方法、访问者界面或其他）。然后通过它们进行测试。

如果存在您无法通过公共接口轻松获得的内部复杂性（即，树更像 Java TreeMap，而不是放入 TreeView 中的树类型），您可以使用：

断言和不变量
类似暴露的东西 debugVerifyTree 方法。
蛮力：插入 36542 个伪随机项，使用覆盖工具检查是否覆盖所有情况。

无论哪种方式，在您编写测试时，请务必提出“如果此测试失败，此代码的任何客户端是否会关心此问题？”。如果没有，请删除它。

【讨论】：

【解决方案2】：

也许您可以用您自己的子类替换单元测试中 TreeNode 的实现，该子类公开方法，让您递归地检查当前子类集。这些方法将添加到 TreeNode 实现以帮助进行单元测试，并且不会替换其现有功能，因此您仍然可以进行有效的测试。

【讨论】：

【解决方案3】：

我通常最终做的是使值或名称指示您正在测试的事物。因此，在树的情况下，名称可能表示深度和子索引。

TreeNode root = new MyTreeNode("0.0", 0);
root.insert(new MyTreeNode("1.0", 5));
root.insert(new MyTreeNode("1.1", 0));
root.insert(new MyTreeNode("2.0", 1));
verify(root, 0, 0);
...
public void verify(TreeNode node, int depth, int index) {
   verifyName(node, depth, index);
   int numChildren = node.getChildCount();
   depth++;
   for (int i = 0; i < numChildren; i++) {
      verify(node.getChildAt(i), depth, i);
   }
}
public void verifyName(TreeNode node, int depth, int index) {
   StringBuilder expectedName = new StringBuilder();
   expectedName.append(depth).append('.').append(index);
   assertEquals("Tree node not in expected place",
                expectedName.toString(), node.getName());
}

现在我可以想象测试一棵相当大的树了。如果递归的深度有问题，那么您可以使用堆栈来解开递归方法。

public void verify(TreeNode root) {
   Stack<TreeNode> toBeVerified = new Stack<TreeNode>();
   verifyName(root, 0, 0);
   toBeVerified.push(root);

   while(!toBeVerified.isEmpty()) {
     TreeNode node = toBeVerified.pop();
     int depth = getDepth(node.getName()) + 1;
     int numChildren = node.getChildCount();
     for (int i = 0; i < numChildren; i++) {
        verifyName(node, depth, i);
        toBeVerified.push(node);
     }
   }
}
public int getDepth(String name) {
   return Integer.parseInt(name.substring(0, name.indexOf('.')));
}

【讨论】：