如何编写测试

测试是 Rust 函数,用于验证非测试代码是否按预期方式运行。测试函数的主体通常执行以下三个操作:

  • 设置任何需要的数据或状态。
  • 运行您要测试的代码。
  • 断言结果是您所期望的。

让我们看看 Rust 专门为编写执行这些操作的测试提供的功能,包括 test 属性、一些宏和 should_panic 属性。

测试函数的解剖结构

最简单的情况下,Rust 中的测试是一个用 test 属性注释的函数。属性是关于 Rust 代码片段的元数据;一个例子是我们在第 5 章中与结构体一起使用的 derive 属性。要将函数更改为测试函数,请在 fn 前面的行添加 #[test]。当您使用 cargo test 命令运行测试时,Rust 会构建一个测试运行器二进制文件,该二进制文件运行带注释的函数并报告每个测试函数是否通过或失败。

每当我们使用 Cargo 创建一个新的库项目时,都会自动为我们生成一个包含测试函数的测试模块。此模块为您提供了编写测试的模板,因此您不必每次启动新项目时都查找确切的结构和语法。您可以添加任意数量的其他测试函数和任意数量的测试模块!

在实际测试任何代码之前,我们将通过尝试模板测试来探索测试工作原理的某些方面。然后,我们将编写一些真实的测试,这些测试调用我们编写的一些代码并断言其行为是正确的。

让我们创建一个名为 adder 的新库项目,它将添加两个数字

$ cargo new adder --lib
     Created library `adder` project
$ cd adder

您的 adder 库中 src/lib.rs 文件的内容应如清单 11-1 所示。

文件名:src/lib.rs
pub fn add(left: usize, right: usize) -> usize {
    left + right
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn it_works() {
        let result = add(2, 2);
        assert_eq!(result, 4);
    }
}
清单 11-1:cargo new 自动生成的代码

现在,让我们只关注 it_works 函数。请注意 #[test] 注释:此属性表示这是一个测试函数,因此测试运行器知道将此函数视为测试。我们可能在 tests 模块中也有非测试函数来帮助设置常见场景或执行常见操作,因此我们始终需要指示哪些函数是测试。

示例函数主体使用 assert_eq! 宏断言包含 2 加 2 结果的 result 等于 4。此断言用作典型测试格式的示例。让我们运行它以查看此测试是否通过。

cargo test 命令运行我们项目中的所有测试,如清单 11-2 所示。

$ cargo test
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.57s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/adder-92948b65e88960b4)

running 1 test
test tests::it_works ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests adder

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

清单 11-2:运行自动生成的测试的输出

Cargo 编译并运行了测试。我们看到行 running 1 test。下一行显示生成的测试函数的名称,称为 tests::it_works,并且运行该测试的结果是 ok。总体摘要 test result: ok. 表示所有测试都通过了,而读取 1 passed; 0 failed 的部分汇总了通过或失败的测试数量。

可以将测试标记为忽略,使其在特定实例中不运行;我们将在本章稍后的 “除非特别要求,否则忽略某些测试”部分中介绍。因为我们在这里没有这样做,所以摘要显示 0 ignored

0 measured 统计信息用于测量性能的基准测试。截至本文撰写时,基准测试仅在 nightly Rust 中可用。请参阅 有关基准测试的文档 以了解更多信息。

我们可以向 cargo test 命令传递一个参数,以仅运行名称与字符串匹配的测试;这称为筛选,我们将在 “按名称运行测试子集”部分中介绍。在这里,我们没有筛选正在运行的测试,因此摘要的末尾显示 0 filtered out

测试输出的下一部分从 Doc-tests adder 开始,用于任何文档测试的结果。我们还没有任何文档测试,但是 Rust 可以编译我们 API 文档中出现的任何代码示例。此功能有助于使您的文档和代码保持同步!我们将在第 14 章的 “作为测试的文档注释”部分中讨论如何编写文档测试。现在,我们将忽略 Doc-tests 输出。

让我们开始根据自己的需要自定义测试。首先,将 it_works 函数的名称更改为其他名称,例如 exploration,如下所示

文件名:src/lib.rs

pub fn add(left: usize, right: usize) -> usize {
    left + right
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn exploration() {
        let result = add(2, 2);
        assert_eq!(result, 4);
    }
}

然后再次运行 cargo test。输出现在显示 exploration 而不是 it_works

$ cargo test
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.59s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/adder-92948b65e88960b4)

running 1 test
test tests::exploration ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests adder

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

现在我们将添加另一个测试,但是这次我们将进行一个失败的测试!当测试函数中的某些内容发生 panic 时,测试会失败。每个测试都在一个新线程中运行,当主线程看到测试线程已死亡时,该测试将被标记为失败。在第 9 章中,我们讨论了最简单的 panic 方法是调用 panic! 宏。将新测试作为名为 another 的函数输入,因此您的 src/lib.rs 文件如清单 11-3 所示。

文件名:src/lib.rs
pub fn add(left: usize, right: usize) -> usize {
    left + right
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn exploration() {
        let result = add(2, 2);
        assert_eq!(result, 4);
    }

    #[test]
    fn another() {
        panic!("Make this test fail");
    }
}
清单 11-3:添加第二个测试,该测试将失败,因为我们调用了 panic!

使用 cargo test 再次运行测试。输出应如清单 11-4 所示,该清单显示我们的 exploration 测试通过了,而 another 失败了。

$ cargo test
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.72s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/adder-92948b65e88960b4)

running 2 tests
test tests::another ... FAILED
test tests::exploration ... ok

failures:

---- tests::another stdout ----
thread 'tests::another' panicked at src/lib.rs:17:9:
Make this test fail
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace


failures:
    tests::another

test result: FAILED. 1 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`
清单 11-4:当一个测试通过而一个测试失败时的测试结果

test tests::another 显示 FAILED,而不是 ok。在各个结果和摘要之间出现了两个新部分:第一个显示每个测试失败的详细原因。在这种情况下,我们得到了 another 失败的详细信息,因为它在 src/lib.rs 文件的第 17 行 panicked at 'Make this test fail'。下一部分仅列出所有失败测试的名称,这在存在大量测试和大量详细的失败测试输出时非常有用。我们可以使用失败测试的名称来仅运行该测试以更轻松地调试它;我们将在 “控制测试的运行方式”部分中讨论有关运行测试的更多方法。

摘要行显示在末尾:总的来说,我们的测试结果是 FAILED。我们有一个测试通过,一个测试失败。

既然您已经看到了不同场景下的测试结果是什么样的,那么让我们看看除了 panic! 之外在测试中有用的其他一些宏。

使用 assert! 宏检查结果

当您要确保测试中的某些条件评估为 true 时,标准库提供的 assert! 宏非常有用。我们为 assert! 宏提供一个评估为布尔值的参数。如果值为 true,则不会发生任何事情,并且测试通过。如果值为 false,则 assert! 宏会调用 panic! 以导致测试失败。使用 assert! 宏可以帮助我们检查代码是否按我们预期的方式运行。

在第 5 章的清单 5-15 中,我们使用了 Rectangle 结构体和 can_hold 方法,这些方法在清单 11-5 中重复。让我们将此代码放入 src/lib.rs 文件中,然后使用 assert! 宏为其编写一些测试。

文件名:src/lib.rs
#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width > other.width && self.height > other.height
    }
}
清单 11-5:来自第 5 章的 Rectangle 结构体及其 can_hold 方法

can_hold 方法返回一个布尔值,这意味着它是 assert! 宏的完美用例。在清单 11-6 中,我们编写了一个测试,该测试通过创建宽度为 8 和高度为 7 的 Rectangle 实例并断言它可以容纳另一个宽度为 5 和高度为 1 的 Rectangle 实例来练习 can_hold 方法。

文件名:src/lib.rs
#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width > other.width && self.height > other.height
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn larger_can_hold_smaller() {
        let larger = Rectangle {
            width: 8,
            height: 7,
        };
        let smaller = Rectangle {
            width: 5,
            height: 1,
        };

        assert!(larger.can_hold(&smaller));
    }
}
清单 11-6:can_hold 的测试,检查较大的矩形是否确实可以容纳较小的矩形

请注意 tests 模块内的 use super::*; 行。tests 模块是一个常规模块,它遵循我们在第 7 章 “引用模块树中项目的路径”部分中介绍的通常的可见性规则。因为 tests 模块是一个内部模块,所以我们需要将外部模块中的被测代码引入内部模块的范围。我们在这里使用 glob,因此我们在外部模块中定义的任何内容都可以用于此 tests 模块。

我们将测试命名为 larger_can_hold_smaller,并且我们创建了所需的两个 Rectangle 实例。然后,我们调用了 assert! 宏,并向其传递了调用 larger.can_hold(&smaller) 的结果。此表达式应返回 true,因此我们的测试应通过。让我们看看!

$ cargo test
   Compiling rectangle v0.1.0 (file:///projects/rectangle)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.66s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/rectangle-6584c4561e48942e)

running 1 test
test tests::larger_can_hold_smaller ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests rectangle

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

它确实通过了!让我们添加另一个测试,这次断言较小的矩形不能容纳较大的矩形

文件名:src/lib.rs

#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width > other.width && self.height > other.height
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn larger_can_hold_smaller() {
        // --snip--
        let larger = Rectangle {
            width: 8,
            height: 7,
        };
        let smaller = Rectangle {
            width: 5,
            height: 1,
        };

        assert!(larger.can_hold(&smaller));
    }

    #[test]
    fn smaller_cannot_hold_larger() {
        let larger = Rectangle {
            width: 8,
            height: 7,
        };
        let smaller = Rectangle {
            width: 5,
            height: 1,
        };

        assert!(!smaller.can_hold(&larger));
    }
}

由于在这种情况下 can_hold 函数的正确结果是 false,因此我们需要在将其传递给 assert! 宏之前对该结果求反。因此,如果 can_hold 返回 false,则我们的测试将通过

$ cargo test
   Compiling rectangle v0.1.0 (file:///projects/rectangle)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.66s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/rectangle-6584c4561e48942e)

running 2 tests
test tests::larger_can_hold_smaller ... ok
test tests::smaller_cannot_hold_larger ... ok

test result: ok. 2 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests rectangle

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

两个测试都通过了!现在,让我们看看当我们在代码中引入错误时,我们的测试结果会发生什么。当比较宽度时,我们将通过用小于号替换大于号来更改 can_hold 方法的实现

#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

// --snip--
impl Rectangle {
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width < other.width && self.height > other.height
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn larger_can_hold_smaller() {
        let larger = Rectangle {
            width: 8,
            height: 7,
        };
        let smaller = Rectangle {
            width: 5,
            height: 1,
        };

        assert!(larger.can_hold(&smaller));
    }

    #[test]
    fn smaller_cannot_hold_larger() {
        let larger = Rectangle {
            width: 8,
            height: 7,
        };
        let smaller = Rectangle {
            width: 5,
            height: 1,
        };

        assert!(!smaller.can_hold(&larger));
    }
}

现在运行测试会产生以下结果

$ cargo test
   Compiling rectangle v0.1.0 (file:///projects/rectangle)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.66s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/rectangle-6584c4561e48942e)

running 2 tests
test tests::larger_can_hold_smaller ... FAILED
test tests::smaller_cannot_hold_larger ... ok

failures:

---- tests::larger_can_hold_smaller stdout ----
thread 'tests::larger_can_hold_smaller' panicked at src/lib.rs:28:9:
assertion failed: larger.can_hold(&smaller)
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace


failures:
    tests::larger_can_hold_smaller

test result: FAILED. 1 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

我们的测试发现了错误!因为 larger.width8,而 smaller.width5,所以 can_hold 中宽度的比较现在返回 false:8 不小于 5。

使用 assert_eq!assert_ne! 宏测试相等性

验证功能的常见方法是测试被测代码的结果与您期望代码返回的值之间的相等性。您可以使用 assert! 宏并向其传递一个使用 == 运算符的表达式来实现此目的。但是,这是一个如此常见的测试,以至于标准库提供了一对宏—assert_eq!assert_ne!—来更方便地执行此测试。这些宏分别比较两个参数的相等性或不等性。如果断言失败,它们还会打印这两个值,这使得更容易看到为什么测试失败;相反,assert! 宏仅指示它为 == 表达式获得了 false 值,而没有打印导致 false 值的值。

在清单 11-7 中,我们编写一个名为 add_two 的函数,该函数向其参数加 2,然后我们使用 assert_eq! 宏测试此函数。

文件名:src/lib.rs
pub fn add_two(a: usize) -> usize {
    a + 2
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn it_adds_two() {
        let result = add_two(2);
        assert_eq!(result, 4);
    }
}
列表 11-7:使用 assert_eq! 宏测试 add_two 函数

让我们检查一下它是否通过!

$ cargo test
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.58s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/adder-92948b65e88960b4)

running 1 test
test tests::it_adds_two ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests adder

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

我们创建一个名为 result 的变量,它保存调用 add_two(2) 的结果。然后,我们将 result4 作为参数传递给 assert_eq!。此测试的输出行是 test tests::it_adds_two ... okok 文本表示我们的测试通过了!

让我们在代码中引入一个错误,看看 assert_eq! 在失败时是什么样子。将 add_two 函数的实现更改为改为加 3

pub fn add_two(a: usize) -> usize {
    a + 3
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn it_adds_two() {
        let result = add_two(2);
        assert_eq!(result, 4);
    }
}

再次运行测试

$ cargo test
   Compiling adder v0.1.0 (file:///projects/adder)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.61s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/adder-92948b65e88960b4)

running 1 test
test tests::it_adds_two ... FAILED

failures:

---- tests::it_adds_two stdout ----
thread 'tests::it_adds_two' panicked at src/lib.rs:12:9:
assertion `left == right` failed
  left: 5
 right: 4
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace


failures:
    tests::it_adds_two

test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

我们的测试抓住了这个错误!it_adds_two 测试失败,并且消息告诉我们 assertion `left == right` failed 以及 leftright 的值是什么。此消息有助于我们开始调试:left 参数,即我们调用 add_two(2) 的结果,是 5,但 right 参数是 4。你可以想象,当我们进行大量测试时,这将特别有用。

请注意,在某些语言和测试框架中,相等断言函数的参数称为 expectedactual,我们指定参数的顺序很重要。但是,在 Rust 中,它们被称为 leftright,并且我们指定期望值和代码产生值的顺序并不重要。我们可以将此测试中的断言写为 assert_eq!(4, result),这将产生相同的失败消息,显示 assertion failed: `(left == right)`

如果传递给它的两个值不相等,则 assert_ne! 宏将通过;如果它们相等,则会失败。此宏最适用于我们不确定值是什么,但我们知道该值绝对不应该是什么的情况。例如,如果我们正在测试一个保证以某种方式更改其输入的函数,但输入更改的方式取决于我们运行测试的星期几,那么最好的断言可能是函数的输出不等于输入。

表面之下,assert_eq!assert_ne! 宏分别使用运算符 ==!=。当断言失败时,这些宏会使用调试格式打印它们的参数,这意味着被比较的值必须实现 PartialEqDebug 特性。所有基本类型和大多数标准库类型都实现了这些特性。对于你自己定义的结构体和枚举,你需要实现 PartialEq 才能断言这些类型的相等性。你还需要实现 Debug 才能在断言失败时打印这些值。由于这两个特性都是可派生的特性,正如第 5 章中的列表 5-12 中提到的那样,这通常就像将 #[derive(PartialEq, Debug)] 注释添加到你的结构体或枚举定义中一样简单。有关这些和其他可派生特性的更多详细信息,请参见附录 C,“可派生特性”有关这些和其他可派生特性的更多详细信息。

添加自定义失败消息

你还可以添加一个自定义消息,以作为 assert!assert_eq!assert_ne! 宏的可选参数,与失败消息一起打印。在必需参数之后指定的任何参数都将传递给 format! 宏(在第 8 章的 “使用 + 运算符或 format! 宏进行连接”部分中讨论),因此你可以传递一个包含 {} 占位符和要放入这些占位符中的值的格式字符串。自定义消息对于记录断言的含义很有用;当测试失败时,你将更好地了解代码的问题所在。

例如,假设我们有一个按名称问候人们的函数,并且我们想测试传递给该函数的名称是否出现在输出中

文件名:src/lib.rs

pub fn greeting(name: &str) -> String {
    format!("Hello {name}!")
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn greeting_contains_name() {
        let result = greeting("Carol");
        assert!(result.contains("Carol"));
    }
}

此程序的要求尚未达成一致,并且我们很确定问候语开头的 Hello 文本会更改。我们决定在要求更改时不必更新测试,因此我们不会检查与 greeting 函数返回值的完全相等性,而是只断言输出包含输入参数的文本。

现在,让我们通过更改 greeting 来排除 name,从而在此代码中引入一个错误,看看默认的测试失败是什么样子

pub fn greeting(name: &str) -> String {
    String::from("Hello!")
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn greeting_contains_name() {
        let result = greeting("Carol");
        assert!(result.contains("Carol"));
    }
}

运行此测试会产生以下结果

$ cargo test
   Compiling greeter v0.1.0 (file:///projects/greeter)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.91s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/greeter-170b942eb5bf5e3a)

running 1 test
test tests::greeting_contains_name ... FAILED

failures:

---- tests::greeting_contains_name stdout ----
thread 'tests::greeting_contains_name' panicked at src/lib.rs:12:9:
assertion failed: result.contains("Carol")
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace


failures:
    tests::greeting_contains_name

test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

此结果仅指示断言失败以及断言所在的行。更有用的失败消息将打印 greeting 函数中的值。让我们添加一个自定义失败消息,该消息由一个格式字符串组成,其中包含一个使用我们从 greeting 函数获得的实际值填充的占位符

pub fn greeting(name: &str) -> String {
    String::from("Hello!")
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn greeting_contains_name() {
        let result = greeting("Carol");
        assert!(
            result.contains("Carol"),
            "Greeting did not contain name, value was `{result}`"
        );
    }
}

现在,当我们运行测试时,我们将获得一个更具信息性的错误消息

$ cargo test
   Compiling greeter v0.1.0 (file:///projects/greeter)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.93s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/greeter-170b942eb5bf5e3a)

running 1 test
test tests::greeting_contains_name ... FAILED

failures:

---- tests::greeting_contains_name stdout ----
thread 'tests::greeting_contains_name' panicked at src/lib.rs:12:9:
Greeting did not contain name, value was `Hello!`
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace


failures:
    tests::greeting_contains_name

test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

我们可以在测试输出中看到我们实际获得的值,这将帮助我们调试发生了什么,而不是我们期望发生的事情。

使用 should_panic 检查 Panic

除了检查返回值之外,检查我们的代码是否按预期处理错误情况也很重要。例如,考虑我们在第 9 章列表 9-13 中创建的 Guess 类型。使用 Guess 的其他代码依赖于 Guess 实例将仅包含 1 到 100 之间的值的保证。我们可以编写一个测试,以确保尝试使用该范围之外的值创建 Guess 实例会 panic。

我们通过将属性 should_panic 添加到我们的测试函数来实现此目的。如果函数内部的代码 panic,则测试通过;如果函数内部的代码没有 panic,则测试失败。

列表 11-8 显示了一个测试,该测试检查何时发生 Guess::new 的错误情况。

文件名:src/lib.rs
pub struct Guess {
    value: i32,
}

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 || value > 100 {
            panic!("Guess value must be between 1 and 100, got {value}.");
        }

        Guess { value }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    #[should_panic]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(200);
    }
}
列表 11-8:测试一个条件是否会导致 panic!

我们将 #[should_panic] 属性放在 #[test] 属性之后,并在其应用的测试函数之前。让我们看看此测试通过时的结果

$ cargo test
   Compiling guessing_game v0.1.0 (file:///projects/guessing_game)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.58s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/guessing_game-57d70c3acb738f4d)

running 1 test
test tests::greater_than_100 - should panic ... ok

test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

   Doc-tests guessing_game

running 0 tests

test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

看起来不错!现在,让我们通过删除 new 函数在值大于 100 时会 panic 的条件,从而在代码中引入一个错误

pub struct Guess {
    value: i32,
}

// --snip--
impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 {
            panic!("Guess value must be between 1 and 100, got {value}.");
        }

        Guess { value }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    #[should_panic]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(200);
    }
}

当我们在列表 11-8 中运行测试时,它将失败

$ cargo test
   Compiling guessing_game v0.1.0 (file:///projects/guessing_game)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.62s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/guessing_game-57d70c3acb738f4d)

running 1 test
test tests::greater_than_100 - should panic ... FAILED

failures:

---- tests::greater_than_100 stdout ----
note: test did not panic as expected

failures:
    tests::greater_than_100

test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

在这种情况下,我们没有得到非常有用的消息,但是当我们查看测试函数时,我们会看到它用 #[should_panic] 注释。我们得到的失败意味着测试函数中的代码没有导致 panic。

使用 should_panic 的测试可能不精确。即使测试由于与我们期望的原因不同的原因而 panic,should_panic 测试也会通过。为了使 should_panic 测试更精确,我们可以向 should_panic 属性添加可选的 expected 参数。测试工具将确保失败消息包含提供的文本。例如,考虑列表 11-9 中 Guess 的修改后的代码,其中 new 函数会根据值是太小还是太大而使用不同的消息来 panic。

文件名:src/lib.rs
pub struct Guess {
    value: i32,
}

// --snip--

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 {
            panic!(
                "Guess value must be greater than or equal to 1, got {value}."
            );
        } else if value > 100 {
            panic!(
                "Guess value must be less than or equal to 100, got {value}."
            );
        }

        Guess { value }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    #[should_panic(expected = "less than or equal to 100")]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(200);
    }
}
列表 11-9:使用包含指定子字符串的 panic 消息测试 panic!

此测试将通过,因为我们放入 should_panic 属性的 expected 参数中的值是 Guess::new 函数 panic 时所使用的消息的子字符串。我们可以指定我们期望的整个 panic 消息,在本例中为 Guess value must be less than or equal to 100, got 200。你选择指定的内容取决于 panic 消息的多少是唯一的或动态的,以及你希望测试有多精确。在这种情况下,panic 消息的子字符串足以确保测试函数中的代码执行 else if value > 100 的情况。

要查看具有 expected 消息的 should_panic 测试失败时会发生什么,让我们再次通过交换 if value < 1else if value > 100 块的主体,从而在我们的代码中引入一个错误

pub struct Guess {
    value: i32,
}

impl Guess {
    pub fn new(value: i32) -> Guess {
        if value < 1 {
            panic!(
                "Guess value must be less than or equal to 100, got {value}."
            );
        } else if value > 100 {
            panic!(
                "Guess value must be greater than or equal to 1, got {value}."
            );
        }

        Guess { value }
    }
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    #[should_panic(expected = "less than or equal to 100")]
    fn greater_than_100() {
        Guess::new(200);
    }
}

这次当我们运行 should_panic 测试时,它将失败

$ cargo test
   Compiling guessing_game v0.1.0 (file:///projects/guessing_game)
    Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.66s
     Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/guessing_game-57d70c3acb738f4d)

running 1 test
test tests::greater_than_100 - should panic ... FAILED

failures:

---- tests::greater_than_100 stdout ----
thread 'tests::greater_than_100' panicked at src/lib.rs:12:13:
Guess value must be greater than or equal to 1, got 200.
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
note: panic did not contain expected string
      panic message: `"Guess value must be greater than or equal to 1, got 200."`,
 expected substring: `"less than or equal to 100"`

failures:
    tests::greater_than_100

test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s

error: test failed, to rerun pass `--lib`

失败消息表明此测试确实如我们所期望的那样 panic 了,但是 panic 消息不包含预期的字符串 less than or equal to 100。在这种情况下我们得到的 panic 消息是 Guess value must be greater than or equal to 1, got 200. 现在我们可以开始找出我们的错误所在了!

在测试中使用 Result<T, E>

到目前为止,我们的测试在失败时都会 panic。我们也可以编写使用 Result<T, E> 的测试!这是列表 11-1 中的测试,已重写为使用 Result<T, E> 并返回 Err 而不是 panic

pub fn add(left: usize, right: usize) -> usize {
    left + right
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn it_works() -> Result<(), String> {
        let result = add(2, 2);

        if result == 4 {
            Ok(())
        } else {
            Err(String::from("two plus two does not equal four"))
        }
    }
}

it_works 函数现在具有 Result<(), String> 返回类型。在函数体中,我们不是调用 assert_eq! 宏,而是在测试通过时返回 Ok(()),在测试失败时返回带有 StringErr

编写测试使其返回 Result<T, E> 使你可以在测试的主体中使用问号运算符,这可能是一种方便的方式来编写如果其中的任何操作返回 Err 变体就应该失败的测试。

你不能在使用 Result<T, E> 的测试中使用 #[should_panic] 注释。要断言操作返回 Err 变体,请不要Result<T, E> 值上使用问号运算符。而是使用 assert!(value.is_err())

现在你已经知道了几种编写测试的方法,让我们看看当我们运行测试时会发生什么,并探索我们可以与 cargo test 一起使用的不同选项。