基于属性的 JavaScript 测试：捕获你未曾寻找的 Bug

如果测试能自动编写呢？认识基于属性的测试

你是否曾编写过一个单元测试，运行后得到绿色通过标记，但一个月后却在同一个函数中发现了 Bug？很熟悉吧？经典的单元测试就像只盯着钞票的一面，来检查你的钱包是否为空。你只检查一个特定的场景，一组特定的输入数据。但如果我告诉你，有一种方法可以让计算机自行生成数千种不同的场景，并检查你的代码是否会崩溃呢？

这不是幻想。这就是基于属性的 JavaScript 测试（或属性测试）。与其编写“如果传入 2 和 3，结果应为 5”，不如描述你函数的属性：“对于任意两个数字，相加的结果总是一个大于或等于每个加数的数字”。然后测试环境会生成数百对随机数字，来验证这个断言。

在本文中，我们将探讨基于属性的测试如何工作，它与常规测试有何不同，以及如何通过优秀的 fast-check 库将其引入你的项目。你将看到，发现那些你甚至都没想到要去寻找的“边界” Bug 是多么容易。

为什么常规的单元测试并不总能解决问题？

让我们直接切入正题。假设你有一个按升序对数字数组进行排序的函数：

function sortNumbers(arr) {  return arr.slice().sort((a, b) => a - b);}

你编写了一个单元测试：

test('对数组 [3, 1, 2] 进行排序', () => {  expect(sortNumbers([3, 1, 2])).toEqual([1, 2, 3]);});

测试通过了。你很高兴。但是，如果数组中有 null 呢？或者 undefined？或者非常大的数字？或者一个长度为 10000 的数组？你不会为这些情况都编写测试。但基于属性的 JavaScript 测试会。

与其列举示例，不如描述那些必须始终为真的不变量（属性）：

1. 排序后数组的长度等于原始数组的长度。
2. 原始数组中的每个元素都存在于排序后的数组中。
3. 对于任何索引 i，都有 arr[i] <= arr[i+1] 成立。

这些正是属性测试将要验证的属性。

fast-check 库：你进行随机测试的得力助手

在 JavaScript 世界中，进行基于属性测试的主要工具是 fast-check。它能够生成任意类型的随机数据：数字、字符串、数组、对象、日期——甚至复杂的数据结构。

安装很简单：

npm install fast-check --save-dev

现在，让我们为 sortNumbers 函数编写第一个基于属性的测试。我们使用 Jest 框架，但 fast-check 可以与任何测试运行器配合使用。

const fc = require('fast-check');

test('排序保持数组长度不变', () => {  fc.assert(    fc.property(fc.array(fc.integer()), (arr) => {      const sorted = sortNumbers(arr);      return sorted.length === arr.length;    })  );});

这里发生了什么？fc.array(fc.integer()) 是一个生成器，它创建由随机整数组成的随机数组。fc.property 接收这个生成器，并在 100 个（默认情况下）不同的数据集上验证断言（我们的箭头函数）。如果至少有一个测试失败——fc.assert 将抛出一个错误并显示反例。

添加更多属性

一个属性不错，但三个更好。让我们验证排序后的数组是否确实有序：

test('排序返回有序数组', () =>