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/ Personal Computer World 2009 February / PCWFEB09.iso / Software / Linux / Kubuntu 8.10 / kubuntu-8.10-desktop-i386.iso / casper / filesystem.squashfs / usr / lib / python2.5 / test / README < prev    next >
Text File  |  2008-10-05  |  18KB  |  423 lines

  1. +++++++++++++++++++++++++++++++
  2. Writing Python Regression Tests
  3. +++++++++++++++++++++++++++++++
  4.  
  5. :Author: Skip Montanaro
  6. :Contact: skip@mojam.com
  7.  
  8. Introduction
  9. ============
  10.  
  11. If you add a new module to Python or modify the functionality of an existing
  12. module, you should write one or more test cases to exercise that new
  13. functionality.  There are different ways to do this within the regression
  14. testing facility provided with Python; any particular test should use only
  15. one of these options.  Each option requires writing a test module using the
  16. conventions of the selected option:
  17.  
  18.     - unittest_ based tests
  19.     - doctest_ based tests
  20.     - "traditional" Python test modules
  21.  
  22. Regardless of the mechanics of the testing approach you choose,
  23. you will be writing unit tests (isolated tests of functions and objects
  24. defined by the module) using white box techniques.  Unlike black box
  25. testing, where you only have the external interfaces to guide your test case
  26. writing, in white box testing you can see the code being tested and tailor
  27. your test cases to exercise it more completely.  In particular, you will be
  28. able to refer to the C and Python code in the CVS repository when writing
  29. your regression test cases.
  30.  
  31. .. _unittest: http://www.python.org/doc/current/lib/module-unittest.html
  32. .. _doctest: http://www.python.org/doc/current/lib/module-doctest.html
  33.  
  34. unittest-based tests
  35. ------------------
  36. The unittest_ framework is based on the ideas of unit testing as espoused
  37. by Kent Beck and the `Extreme Programming`_ (XP) movement.  The specific
  38. interface provided by the framework is tightly based on the JUnit_
  39. Java implementation of Beck's original SmallTalk test framework.  Please
  40. see the documentation of the unittest_ module for detailed information on
  41. the interface and general guidelines on writing unittest-based tests.
  42.  
  43. The test_support helper module provides two functions for use by
  44. unittest-based tests in the Python regression testing framework:
  45.  
  46. - ``run_unittest()`` takes a number of ``unittest.TestCase`` derived class as
  47.   parameters and runs the tests defined in those classes.
  48.    
  49. - ``run_suite()`` takes a populated ``TestSuite`` instance and runs the
  50.   tests.
  51.    
  52. ``run_suite()`` is preferred because unittest files typically grow multiple
  53. test classes, and you might as well be prepared.
  54.  
  55. All test methods in the Python regression framework have names that
  56. start with "``test_``" and use lower-case names with words separated with
  57. underscores.
  58.  
  59. Test methods should *not* have docstrings!  The unittest module prints
  60. the docstring if there is one, but otherwise prints the function name
  61. and the full class name.  When there's a problem with a test, the
  62. latter information makes it easier to find the source for the test
  63. than the docstring.
  64.  
  65. All unittest-based tests in the Python test suite use boilerplate that
  66. looks like this (with minor variations)::
  67.  
  68.     import unittest
  69.     from test import test_support
  70.  
  71.     class MyTestCase1(unittest.TestCase):
  72.  
  73.         # Define setUp and tearDown only if needed
  74.  
  75.         def setUp(self):
  76.             unittest.TestCase.setUp(self)
  77.             ... additional initialization...
  78.  
  79.         def tearDown(self):
  80.             ... additional finalization...
  81.             unittest.TestCase.tearDown(self)
  82.  
  83.         def test_feature_one(self):
  84.             # Testing feature one
  85.             ...unit test for feature one...
  86.  
  87.         def test_feature_two(self):
  88.             # Testing feature two
  89.             ...unit test for feature two...
  90.  
  91.         ...etc...
  92.  
  93.     class MyTestCase2(unittest.TestCase):
  94.         ...same structure as MyTestCase1...
  95.  
  96.     ...etc...
  97.  
  98.     def test_main():
  99.         suite = unittest.TestSuite()
  100.         suite.addTest(unittest.makeSuite(MyTestCase1))
  101.         suite.addTest(unittest.makeSuite(MyTestCase2))
  102.         ...add more suites...
  103.         test_support.run_suite(suite)
  104.  
  105.     if __name__ == "__main__":
  106.         test_main()
  107.  
  108. This has the advantage that it allows the unittest module to be used
  109. as a script to run individual tests as well as working well with the
  110. regrtest framework.
  111.  
  112. .. _Extreme Programming: http://www.extremeprogramming.org/
  113. .. _JUnit: http://www.junit.org/
  114.  
  115. doctest based tests
  116. -------------------
  117. Tests written to use doctest_ are actually part of the docstrings for
  118. the module being tested.  Each test is written as a display of an
  119. interactive session, including the Python prompts, statements that would
  120. be typed by the user, and the output of those statements (including
  121. tracebacks, although only the exception msg needs to be retained then).
  122. The module in the test package is simply a wrapper that causes doctest
  123. to run over the tests in the module.  The test for the difflib module
  124. provides a convenient example::
  125.  
  126.     import difflib
  127.     from test import test_support
  128.     test_support.run_doctest(difflib)
  129.  
  130. If the test is successful, nothing is written to stdout (so you should not
  131. create a corresponding output/test_difflib file), but running regrtest
  132. with -v will give a detailed report, the same as if passing -v to doctest.
  133.  
  134. A second argument can be passed to run_doctest to tell doctest to search
  135. ``sys.argv`` for -v instead of using test_support's idea of verbosity.  This
  136. is useful for writing doctest-based tests that aren't simply running a
  137. doctest'ed Lib module, but contain the doctests themselves.  Then at
  138. times you may want to run such a test directly as a doctest, independent
  139. of the regrtest framework.  The tail end of test_descrtut.py is a good
  140. example::
  141.  
  142.     def test_main(verbose=None):
  143.         from test import test_support, test_descrtut
  144.         test_support.run_doctest(test_descrtut, verbose)
  145.  
  146.     if __name__ == "__main__":
  147.         test_main(1)
  148.  
  149. If run via regrtest, ``test_main()`` is called (by regrtest) without
  150. specifying verbose, and then test_support's idea of verbosity is used.  But
  151. when run directly, ``test_main(1)`` is called, and then doctest's idea of
  152. verbosity is used.
  153.  
  154. See the documentation for the doctest module for information on
  155. writing tests using the doctest framework.
  156.  
  157. "traditional" Python test modules
  158. ---------------------------------
  159. The mechanics of how the "traditional" test system operates are fairly
  160. straightforward.  When a test case is run, the output is compared with the
  161. expected output that is stored in .../Lib/test/output.  If the test runs to
  162. completion and the actual and expected outputs match, the test succeeds, if
  163. not, it fails.  If an ``ImportError`` or ``test_support.TestSkipped`` error
  164. is raised, the test is not run.
  165.  
  166. Executing Test Cases
  167. ====================
  168. If you are writing test cases for module spam, you need to create a file
  169. in .../Lib/test named test_spam.py.  In addition, if the tests are expected
  170. to write to stdout during a successful run, you also need to create an
  171. expected output file in .../Lib/test/output named test_spam ("..."
  172. represents the top-level directory in the Python source tree, the directory
  173. containing the configure script).  If needed, generate the initial version
  174. of the test output file by executing::
  175.  
  176.     ./python Lib/test/regrtest.py -g test_spam.py
  177.  
  178. from the top-level directory.
  179.  
  180. Any time you modify test_spam.py you need to generate a new expected
  181. output file.  Don't forget to desk check the generated output to make sure
  182. it's really what you expected to find!  All in all it's usually better
  183. not to have an expected-out file (note that doctest- and unittest-based
  184. tests do not).
  185.  
  186. To run a single test after modifying a module, simply run regrtest.py
  187. without the -g flag::
  188.  
  189.     ./python Lib/test/regrtest.py test_spam.py
  190.  
  191. While debugging a regression test, you can of course execute it
  192. independently of the regression testing framework and see what it prints::
  193.  
  194.     ./python Lib/test/test_spam.py
  195.  
  196. To run the entire test suite:
  197.  
  198. - [UNIX, + other platforms where "make" works] Make the "test" target at the
  199.   top level::
  200.  
  201.     make test
  202.  
  203. - [WINDOWS] Run rt.bat from your PCBuild directory.  Read the comments at
  204.   the top of rt.bat for the use of special -d, -O and -q options processed
  205.   by rt.bat.
  206.  
  207. - [OTHER] You can simply execute the two runs of regrtest (optimized and
  208.   non-optimized) directly::
  209.  
  210.     ./python Lib/test/regrtest.py
  211.     ./python -O Lib/test/regrtest.py
  212.  
  213. But note that this way picks up whatever .pyc and .pyo files happen to be
  214. around.  The makefile and rt.bat ways run the tests twice, the first time
  215. removing all .pyc and .pyo files from the subtree rooted at Lib/.
  216.  
  217. Test cases generate output based upon values computed by the test code.
  218. When executed, regrtest.py compares the actual output generated by executing
  219. the test case with the expected output and reports success or failure.  It
  220. stands to reason that if the actual and expected outputs are to match, they
  221. must not contain any machine dependencies.  This means your test cases
  222. should not print out absolute machine addresses (e.g. the return value of
  223. the id() builtin function) or floating point numbers with large numbers of
  224. significant digits (unless you understand what you are doing!).
  225.  
  226.  
  227. Test Case Writing Tips
  228. ======================
  229. Writing good test cases is a skilled task and is too complex to discuss in
  230. detail in this short document.  Many books have been written on the subject.
  231. I'll show my age by suggesting that Glenford Myers' `"The Art of Software
  232. Testing"`_, published in 1979, is still the best introduction to the subject
  233. available.  It is short (177 pages), easy to read, and discusses the major
  234. elements of software testing, though its publication predates the
  235. object-oriented software revolution, so doesn't cover that subject at all.
  236. Unfortunately, it is very expensive (about $100 new).  If you can borrow it
  237. or find it used (around $20), I strongly urge you to pick up a copy.
  238.  
  239. The most important goal when writing test cases is to break things.  A test
  240. case that doesn't uncover a bug is much less valuable than one that does.
  241. In designing test cases you should pay attention to the following:
  242.  
  243.     * Your test cases should exercise all the functions and objects defined
  244.       in the module, not just the ones meant to be called by users of your
  245.       module.  This may require you to write test code that uses the module
  246.       in ways you don't expect (explicitly calling internal functions, for
  247.       example - see test_atexit.py).
  248.  
  249.     * You should consider any boundary values that may tickle exceptional
  250.       conditions (e.g. if you were writing regression tests for division,
  251.       you might well want to generate tests with numerators and denominators
  252.       at the limits of floating point and integer numbers on the machine
  253.       performing the tests as well as a denominator of zero).
  254.  
  255.     * You should exercise as many paths through the code as possible.  This
  256.       may not always be possible, but is a goal to strive for.  In
  257.       particular, when considering if statements (or their equivalent), you
  258.       want to create test cases that exercise both the true and false
  259.       branches.  For loops, you should create test cases that exercise the
  260.       loop zero, one and multiple times.
  261.  
  262.     * You should test with obviously invalid input.  If you know that a
  263.       function requires an integer input, try calling it with other types of
  264.       objects to see how it responds.
  265.  
  266.     * You should test with obviously out-of-range input.  If the domain of a
  267.       function is only defined for positive integers, try calling it with a
  268.       negative integer.
  269.  
  270.     * If you are going to fix a bug that wasn't uncovered by an existing
  271.       test, try to write a test case that exposes the bug (preferably before
  272.       fixing it).
  273.  
  274.     * If you need to create a temporary file, you can use the filename in
  275.       ``test_support.TESTFN`` to do so.  It is important to remove the file
  276.       when done; other tests should be able to use the name without cleaning
  277.       up after your test.
  278.  
  279. .. _"The Art of Software Testing": 
  280.         http://www.amazon.com/exec/obidos/ISBN=0471043281
  281.  
  282. Regression Test Writing Rules
  283. =============================
  284. Each test case is different.  There is no "standard" form for a Python
  285. regression test case, though there are some general rules (note that
  286. these mostly apply only to the "classic" tests; unittest_- and doctest_-
  287. based tests should follow the conventions natural to those frameworks)::
  288.  
  289.     * If your test case detects a failure, raise ``TestFailed`` (found in
  290.       ``test.test_support``).
  291.  
  292.     * Import everything you'll need as early as possible.
  293.  
  294.     * If you'll be importing objects from a module that is at least
  295.       partially platform-dependent, only import those objects you need for
  296.       the current test case to avoid spurious ``ImportError`` exceptions
  297.       that prevent the test from running to completion.
  298.  
  299.     * Print all your test case results using the ``print`` statement.  For
  300.       non-fatal errors, print an error message (or omit a successful
  301.       completion print) to indicate the failure, but proceed instead of
  302.       raising ``TestFailed``.
  303.  
  304.     * Use ``assert`` sparingly, if at all.  It's usually better to just print
  305.       what you got, and rely on regrtest's got-vs-expected comparison to
  306.       catch deviations from what you expect.  ``assert`` statements aren't
  307.       executed at all when regrtest is run in -O mode; and, because they
  308.       cause the test to stop immediately, can lead to a long & tedious
  309.       test-fix, test-fix, test-fix, ... cycle when things are badly broken
  310.       (and note that "badly broken" often includes running the test suite
  311.       for the first time on new platforms or under new implementations of
  312.       the language).
  313.  
  314. Miscellaneous
  315. =============
  316. There is a test_support module in the test package you can import for
  317. your test case.  Import this module using either::
  318.  
  319.     import test.test_support
  320.  
  321. or::
  322.  
  323.     from test import test_support
  324.  
  325. test_support provides the following useful objects:
  326.  
  327.     * ``TestFailed`` - raise this exception when your regression test detects
  328.       a failure.
  329.  
  330.     * ``TestSkipped`` - raise this if the test could not be run because the
  331.       platform doesn't offer all the required facilities (like large
  332.       file support), even if all the required modules are available.
  333.  
  334.     * ``ResourceDenied`` - this is raised when a test requires a resource that
  335.       is not available.  Primarily used by 'requires'.
  336.  
  337.     * ``verbose`` - you can use this variable to control print output.  Many
  338.       modules use it.  Search for "verbose" in the test_*.py files to see
  339.       lots of examples.
  340.  
  341.     * ``forget(module_name)`` - attempts to cause Python to "forget" that it
  342.       loaded a module and erase any PYC files.
  343.  
  344.     * ``is_resource_enabled(resource)`` - Returns a boolean based on whether
  345.       the resource is enabled or not.
  346.  
  347.     * ``requires(resource [, msg])`` - if the required resource is not
  348.       available the ResourceDenied exception is raised.
  349.     
  350.     * ``verify(condition, reason='test failed')``.  Use this instead of::
  351.  
  352.           assert condition[, reason]
  353.  
  354.       ``verify()`` has two advantages over ``assert``:  it works even in -O
  355.       mode, and it raises ``TestFailed`` on failure instead of
  356.       ``AssertionError``.
  357.  
  358.     * ``have_unicode`` - true if Unicode is available, false otherwise.
  359.  
  360.     * ``is_jython`` - true if the interpreter is Jython, false otherwise.
  361.  
  362.     * ``TESTFN`` - a string that should always be used as the filename when
  363.       you need to create a temp file.  Also use ``try``/``finally`` to
  364.       ensure that your temp files are deleted before your test completes.
  365.       Note that you cannot unlink an open file on all operating systems, so
  366.       also be sure to close temp files before trying to unlink them.
  367.  
  368.     * ``sortdict(dict)`` - acts like ``repr(dict.items())``, but sorts the
  369.       items first.  This is important when printing a dict value, because
  370.       the order of items produced by ``dict.items()`` is not defined by the
  371.       language.
  372.  
  373.     * ``findfile(file)`` - you can call this function to locate a file
  374.       somewhere along sys.path or in the Lib/test tree - see
  375.       test_linuxaudiodev.py for an example of its use.
  376.  
  377.     * ``fcmp(x,y)`` - you can call this function to compare two floating
  378.       point numbers when you expect them to only be approximately equal
  379.       withing a fuzz factor (``test_support.FUZZ``, which defaults to 1e-6).
  380.  
  381.     * ``check_syntax(statement)`` - make sure that the statement is *not*
  382.       correct Python syntax.
  383.  
  384.  
  385. Python and C statement coverage results are currently available at
  386.  
  387.     http://www.musi-cal.com/~skip/python/Python/dist/src/
  388.  
  389. As of this writing (July, 2000) these results are being generated nightly.
  390. You can refer to the summaries and the test coverage output files to see
  391. where coverage is adequate or lacking and write test cases to beef up the
  392. coverage.
  393.  
  394. Some Non-Obvious regrtest Features
  395. ==================================
  396.     * Automagic test detection:  When you create a new test file
  397.       test_spam.py, you do not need to modify regrtest (or anything else)
  398.       to advertise its existence.  regrtest searches for and runs all
  399.       modules in the test directory with names of the form test_xxx.py.
  400.  
  401.     * Miranda output:  If, when running test_spam.py, regrtest does not
  402.       find an expected-output file test/output/test_spam, regrtest
  403.       pretends that it did find one, containing the single line
  404.  
  405.       test_spam
  406.  
  407.       This allows new tests that don't expect to print anything to stdout
  408.       to not bother creating expected-output files.
  409.  
  410.     * Two-stage testing:  To run test_spam.py, regrtest imports test_spam
  411.       as a module.  Most tests run to completion as a side-effect of
  412.       getting imported.  After importing test_spam, regrtest also executes
  413.       ``test_spam.test_main()``, if test_spam has a ``test_main`` attribute.
  414.       This is rarely required with the "traditional" Python tests, and
  415.       you shouldn't create a module global with name test_main unless
  416.       you're specifically exploiting this gimmick.  This usage does
  417.       prove useful with unittest-based tests as well, however; defining
  418.       a ``test_main()`` which is run by regrtest and a script-stub in the
  419.       test module ("``if __name__ == '__main__': test_main()``") allows
  420.       the test to be used like any other Python test and also work
  421.       with the unittest.py-as-a-script approach, allowing a developer
  422.       to run specific tests from the command line.
  423.