基于属性的测试在Go中：比您写代码更快地找出错误

当单元测试撒谎，而Bug依然存在时

您写了20个单元测试。全部通过。CI通过。您很满意。然后——生产环境出现了Bug。熟悉吗？经典场景：您只测试了自己想到的那些情况。而现实偏偏会抛出您甚至没考虑过的组合。

在Go中，有一种强大但被低估的方法——基于属性的测试（或属性测试）。与其检查特定的输入和输出，不如描述函数应该满足的属性，而框架会自动生成数百个随机测试数据。如果属性被违反——您就找到了Bug。

在本文中，我们将探讨如何使用gopter库在Go中实施基于属性的测试，编写实际示例，并看看能捕获哪些Bug。开始吧！

什么是基于属性的测试，为什么需要它？

假设您正在测试一个排序函数。普通的单元测试：

func TestSort(t *testing.T) {    input := []int{3, 1, 2}    result := sort(input)    expected := []int{1, 2, 3}    if !reflect.DeepEqual(result, expected) {        t.Errorf("got %v, want %v", result, expected)    }}

好，能工作。但如果数组为空呢？如果所有元素都相同呢？如果有负数呢？您可以再写10个测试，但总会有遗漏。

基于属性的测试从根本上解决了这个问题：您制定不变量——对于任何正确的输入都必须为真的属性。例如，对于排序：

• 排序后数组的长度等于原始数组的长度。
• 原始数组中的每个元素都出现在排序后的数组中（反之亦然）。
• 数组按升序排序。

框架（例如gopter或内置的testing/quick）生成随机输入数据，并检查所有属性是否成立。如果有Bug——即使您不知道在哪里找，也会发现它。

用于基于属性测试的Go库

在Go生态系统中，有几个工具：

• testing/quick——内置包，极简，但功能有限。
• gopter——功能强大的库，带有生成器、缩减（最小化输入数据）和灵活配置。我们推荐使用它。
• rapid——现代替代方案，性能更高。

我们将使用gopter，因为它有更好的文档和社区。安装：

go get github.com/leanovate/gopter

编写第一个基于属性的Go测试

假设我们有一个Reverse函数，用于反转字符串：

func Reverse(s string) string {    runes := []rune(s)    for i, j := 0, len(runes)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {        runes[i], runes[j] = runes[j], runes[i]    }    return string(runes)}

可以检查什么属性？如果反转字符串两次，我们应该得到原始字符串：

import (    "testing"    "github.com/leanovate/gopter"    "github.com/leanovate/gopter/gen")

func TestReverseTwice(t *testing.T) {    properties := gopter.NewProperties(nil)

    properties.Property("reverse(reverse(s)) == s", prop.ForAll(        func(s string) bool {            return Reverse(Reverse(s)) == s        },        gen.AnyString(),    ))

    properties.TestingRun(t)}

运行测试——gopter会生成100个随机字符串，检查属性。如果一切正常——测试通过。如果不——您将得到一个反例（导致测试失败的最小字符串）。

Bo