單元測試是在軟件開發過程中要進行的最低級別的測試活動，在單元測試活動中，軟件的獨立單元將在與程序的其他部分相隔離的情況下進行測試。
在一種傳統的結構化編程語言中，比如C，要進行測試的單元一般是函數或子過程。在象C++這樣的面向對象的語言中， 要進行測試的基本單元是類。對Ada語言來說，開發人員可以選擇是在獨立的過程和函數，還是在Ada包的級別上進行單元測試。單元測試的原則同樣被擴展到第四代語言(4GL)的開發中，在這里基本單元被典型地劃分為一個菜單或顯示界面。
單元測試不僅僅是作為無錯編碼一種輔助手段在一次性的開發過程中使用，單元測試必須是可重復的，無論是在軟件修改，或是移植到新的運行環境的過程中。因此，所有的測試都必須在整個軟件系統的生命周期中進行維護。
經常與單元測試聯系起來的另外一些開發活動包括代碼走讀(Code review)，靜態分析(Static analysis)和動態分析(Dynamic analysis)。靜態分析就是對軟件的源代碼進行研讀，查找錯誤或收集一些度量數據，并不需要對代碼進行編譯和執行。動態分析就是通過觀察軟件運行時的動作，來提供執行跟蹤，時間分析，以及測試覆蓋度方面的信息。
單元測試
中科永聯高級技術培訓中心（www.itisedu.com）
單元測試（模塊測試）是開發者編寫的一小段代碼，用于檢驗被測代碼的一個很小的、很明確的功能是否正確。通常而言，一個單元測試是用于判斷某個特定條件（或者場景）下某個特定函數的行為。例如，你可能把一個很大的值放入一個有序list 中去，然后確認該值出現在list 的尾部�；蛘�，你可能會從字符串中刪除匹配某種模式的字符，然后確認字符串確實不再包含這些字符了。
單元測試是由程序員自己來完成，最終受益的也是程序員自己�？梢赃@么說，程序員有責任編寫功能代碼，同時也就有責任為自己的代碼編寫單元測試。執行單元測試，就是為了證明這段代碼的行為和我們期望的一致。
工廠在組裝一臺電視機之前，會對每個元件都進行測試，這，就是單元測試。
其實我們每天都在做單元測試。你寫了一個函數，除了極簡單的外，總是要執行一下，看看功能是否正常，有時還要想辦法輸出些數據，如彈出信息窗口什么的，這，也是單元測試，老納把這種單元測試稱為臨時單元測試。只進行了臨時單元測試的軟件，針對代碼的測試很不完整，代碼覆蓋率要超過70%都很困難，未覆蓋的代碼可能遺留大量的細小的錯誤，這些錯誤還會互相影響，當BUG暴露出來的時候難于調試，大幅度提高后期測試和維護成本，也降低了開發商的競爭力�？梢哉f，進行充分的單元測試，是提高軟件質量，降低開發成本的必由之路。
對于程序員來說，如果養成了對自己寫的代碼進行單元測試的習慣，不但可以寫出高質量的代碼，而且還能提高編程水平。
要進行充分的單元測試，應專門編寫測試代碼，并與產品代碼隔離。老納認為，比較簡單的辦法是為產品工程建立對應的測試工程，為每個類建立對應的測試類，為每個函數（很簡單的除外）建立測試函數。首先就幾個概念談談老納的看法。
一般認為，在結構化程序時代，單元測試所說的單元是指函數，在當今的面向對象時代，單元測試所說的單元是指類。以老納的實踐來看，以類作為測試單位，復雜度高，可操作性較差，因此仍然主張以函數作為單元測試的測試單位，但可以用一個測試類來組織某個類的所有測試函數。單元測試不應過分強調面向對象，因為局部代碼依然是結構化的。單元測試的工作量較大，簡單實用高效才是硬道理。
有一種看法是，只測試類的接口(公有函數)，不測試其他函數，從面向對象角度來看，確實有其道理，但是，測試的目的是找錯并最終排錯，因此，只要是包含錯誤的可能性較大的函數都要測試，跟函數是否私有沒有關系。對于C++來說，可以用一種簡單的方法區隔需測試的函數：簡單的函數如數據讀寫函數的實現在頭文件中編寫(inline函數)，所有在源文件編寫實現的函數都要進行測試(構造函數和析構函數除外)。
為什么要使用單元測試
我們編寫代碼時，一定會反復調試保證它能夠編譯通過。如果是編譯沒有通過的代碼，沒有任何人會愿意交付給自己的老板。但代碼通過編譯，只是說明了它的語法正確；我們卻無法保證它的語義也一定正確，沒有任何人可以輕易承諾這段代碼的行為一定是正確的。
幸運，單元測試會為我們的承諾做保證。編寫單元測試就是用來驗證這段代碼的行為是否與我們期望的一致。有了單元測試，我們可以自信的交付自己的代碼，而沒有任何的后顧之憂。
什么時候測試？單元測試越早越好，早到什么程度？XP開發理論講究TDD，即測試驅動開發，先編寫測試代碼，再進行開發。在實際的工作中，可以不必過分強調先什么后什么，重要的是高效和感覺舒適。從老納的經驗來看，先編寫產品函數的框架，然后編寫測試函數，針對產品函數的功能編寫測試用例，然后編寫產品函數的代碼，每寫一個功能點都運行測試，隨時補充測試用例。所謂先編寫產品函數的框架，是指先編寫函數空的實現，有返回值的隨便返回一個值，編譯通過后再編寫測試代碼，這時，函數名、參數表、返回類型都應該確定下來了，所編寫的測試代碼以后需修改的可能性比較小。
由誰測試？單元測試與其他測試不同，單元測試可看作是編碼工作的一部分，應該由程序員完成，也就是說，經過了單元測試的代碼才是已完成的代碼，提交產品代碼時也要同時提交測試代碼。測試部門可以作一定程度的審核。
關于樁代碼，老納認為，單元測試應避免編寫樁代碼。樁代碼就是用來代替某些代碼的代碼，例如，產品函數或測試函數調用了一個未編寫的函數，可以編寫樁函數來代替該被調用的函數，樁代碼也用于實現測試隔離。采用由底向上的方式進行開發，底層的代碼先開發并先測試，可以避免編寫樁代碼，這樣做的好處有：減少了工作量；測試上層函數時，也是對下層函數的間接測試；當下層函數修改時，通過回歸測試可以確認修改是否導致上層函數產生錯誤。
在一種傳統的結構化編程語言中，比如C，要進行測試的單元一般是函數或子過程。在象C++這樣的面向對象的語言中， 要進行測試的基本單元是類。對Ada語言來說，開發人員可以選擇是在獨立的過程和函數，還是在Ada包的級別上進行單元測試。單元測試的原則同樣被擴展到第四代語言(4GL)的開發中，在這里基本單元被典型地劃分為一個菜單或顯示界面。
單元測試不僅僅是作為無錯編碼一種輔助手段在一次性的開發過程中使用，單元測試必須是可重復的，無論是在軟件修改，或是移植到新的運行環境的過程中。因此，所有的測試都必須在整個軟件系統的生命周期中進行維護。
經常與單元測試聯系起來的另外一些開發活動包括代碼走讀(Code review)，靜態分析(Static analysis)和動態分析(Dynamic analysis)。靜態分析就是對軟件的源代碼進行研讀，查找錯誤或收集一些度量數據，并不需要對代碼進行編譯和執行。動態分析就是通過觀察軟件運行時的動作，來提供執行跟蹤，時間分析，以及測試覆蓋度方面的信息。
一些流行的誤解
在明確了什么是單元測試以后，我們可以進行"反調論證"了。在下面的章節里，我們列出了一些反對單元測試的普遍的論點。然后用充分的理由來證明這些論點是不足取的。
它浪費了太多的時間
一旦編碼完成，開發人員總是會迫切希望進行軟件的集成工作，這樣他們就能夠看到實際的系統開始啟動工作了。 這在外表上看來是一項明顯的進步，而象單元測試這樣的活動也許會被看作是通往這個階段點的道路上的障礙， 推遲了對整個系統進行聯調這種真正有意思的工作啟動的時間。
在這種開發步驟中，真實意義上的進步被外表上的進步取代了。系統能夠正常工作的可能性是很小的，更多的情況是充滿了各式各樣的Bug。在實踐中，這樣一種開發步驟常常會導致這樣的結果：軟件甚至無法運行。更進一步的結果是大量的時間將被花費在跟蹤那些包含在獨立單元里的簡單的Bug上面，在個別情況下，這些Bug也許是瑣碎和微不足道的，但是總的來說，他們會導致在軟件集成為一個系統時增加額外的工期， 而且當這個系統投入使用時也無法確保它能夠可靠運行。
在實踐工作中，進行了完整計劃的單元測試和編寫實際的代碼所花費的精力大致上是相同的。一旦完成了這些單元測試工作，很多Bug將被糾正，在確信他們手頭擁有穩定可靠的部件的情況下，開發人員能夠進行更高效的系統集成工作。這才是真實意義上的進步，所以說完整計劃下的單元測試是對時間的更高效的利用。而調試人員的不受控和散漫的工作方式只會花費更多的時間而取得很少的好處。
使用AdaTEST和Cantata這樣的支持工具可以使單元測試更加簡單和有效。但這不是必須的，單元測試即使是在沒有工具支持的情況下也是一項非常有意義的活動。
它僅僅是證明這些代碼做了什么
這是那些沒有首先為每個單元編寫一個詳細的規格說明而直接跳到編碼階段的開發人員提出的一條普遍的抱怨， 當編碼完成以后并且面臨代碼測試任務的時候，他們就閱讀這些代碼并找出它實際上做了什么，把他們的測試工作基于已經寫好的代碼的基礎上。當然，他們無法證明任何事情。所有的這些測試工作能夠表明的事情就是編譯器工作正常。是的，他們也許能夠抓住(希望能夠)罕見的編譯器Bug，但是他們能夠做的僅僅是這些。
如果他們首先寫好一個詳細的規格說明，測試能夠以規格說明為基礎。代碼就能夠針對它的規格說明，而不是針對自身進行測試。這樣的測試仍然能夠抓住編譯器的Bug，同時也能找到更多的編碼錯誤，甚至是一些規格說明中的錯誤。好的規格說明可以使測試的質量更高，所以最后的結論是高質量的測試需要高質量的規格說明。
在實踐中會出現這樣的情況： 一個開發人員要面對測試一個單元時只給出單元的代碼而沒有規格說明這樣吃力不討好的任務。你怎樣做才會有更多的收獲，而不僅僅是發現編譯器的Bug？第一步是理解這個單元原本要做什么， --- 不是它實際上做了什么。 比較有效的方法是倒推出一個概要的規格說明。這個過程的主要輸入條件是要閱讀那些程序代碼和注釋， 主要針對這個單元， 及調用它和被它調用的相關代碼。畫出流程圖是非常有幫助的，你可以用手工或使用某種工具。 可以組織對這個概要規格說明的走讀(Review)，以確保對這個單元的說明沒有基本的錯誤， 有了這種最小程度的代碼深層說明，就可以用它來設計單元測試了。
我是個很棒的程序員， 我是不是可以不進行單元測試？
在每個開發組織中都至少有一個這樣的開發人員，他非常擅長于編程，他們開發的軟件總是在第一時間就可以正常運行，因此不需要進行測試。你是否經常聽到這樣的借口？
在真實世界里，每個人都會犯錯誤。即使某個開發人員可以抱著這種態度在很少的一些簡單的程序中應付過去。 但真正的軟件系統是非常復雜的。真正的軟件系統不可以寄希望于沒有進行廣泛的測試和Bug修改過程就可以正常工作。
編碼不是一個可以一次性通過的過程。在真實世界中，軟件產品必須進行維護以對操作需求的改變作出反應， 并且要對最初的開發工作遺留下來的Bug進行修改。你希望依靠那些原始作者進行修改嗎？ 這些制造出這些未經測試的原始代碼的資深專家們還會繼續在其他地方制造這樣的代碼。在開發人員做出修改后進行可重復的單元測試可以避免產生那些令人不快的負作用。
不管怎樣， 集成測試將會抓住所有的Bug
我們已經在前面的討論中從一個側面對這個問題進行了部分的闡述。這個論點不成立的原因在于規模越大的代碼集成意味著復雜性就越高。如果軟件的單元沒有事先進行測試，開發人員很可能會花費大量的時間僅僅是為了使軟件能夠運行，而任何實際的測試方案都無法執行。
一旦軟件可以運行了，開發人員又要面對這樣的問題： 在考慮軟件全局復雜性的前提下對每個單元進行全面的測試。 這是一件非常困難的事情，甚至在創造一種單元調用的測試條件的時候，要全面的考慮單元的被調用時的各種入口參數。在軟件集成階段，對單元功能全面測試的復雜程度遠遠的超過獨立進行的單元測試過程。
最后的結果是測試將無法達到它所應該有的全面性。一些缺陷將被遺漏，并且很多Bug將被忽略過去。
讓我們類比一下，假設我們要清洗一臺已經完全裝配好的食物加工機器!無論你噴了多少水和清潔劑，一些食物的小碎片還是會粘在機器的死角位置，只有任其腐爛并等待以后再想辦法。但我們換個角度想想，如果這臺機器是拆開的， 這些死角也許就不存在或者更容易接觸到了，并且每一部分都可以毫不費力的進行清洗。
它的成本效率不高
一個特定的開發組織或軟件應用系統的測試水平取決于對那些未發現的Bug的潛在后果的重視程度。這種后果的嚴重程度可以從一個Bug引起的小小的不便到發生多次的死機的情況。這種后果可能常常會被軟件的開發人員所忽視(但是用戶可不會這樣)，這種情況會長期的損害這些向用戶提交帶有Bug的軟件的開發組織的信譽，并且會導致對未來的市場產生負面的影響。相反地，一個可靠的軟件系統的良好的聲譽將有助于一個開發組織獲取未來的市場。
很多研究成果表明，無論什么時候作出修改都要進行完整的回歸測試，在生命周期中盡早地對軟件產品進行測試將使效率和質量得到最好的保證。Bug發現的越晚，修改它所需的費用就越高，因此從經濟角度來看， 應該盡可能早的查找和修改Bug。在修改費用變的過高之前，單元測試是一個在早期抓住Bug的機會。
相比后階段的測試，單元測試的創建更簡單，維護更容易，并且可以更方便的進行重復。從全程的費用來考慮， 相比起那些復雜且曠日持久的集成測試，或是不穩定的軟件系統來說，單元測試所需的費用是很低的。
一些圖表
這些圖表摘自<<實用軟件度量>>(Capers Jones，McGraw-Hill 1991)，它列出了準備測試，執行測試，和修改缺陷所花費的時間(以一個功能點為基準)，這些數據顯示單元測試的成本效率大約是集成測試的兩倍 系統測試的三倍(參見條形圖)。
(術語域測試(Field test)意思是在軟件投入使用以后，針對某個領域所作的所有測試活動)
這個圖表并不表示開發人員不應該進行后階段的測試活動，這次測試活動仍然是必須的。它的真正意思是盡可能早的排除盡可能多的Bug可以減少后階段測試的費用。
其他的一些圖表顯示高達50%的維護工作量被花在那些總是會有的Bug的修改上面。如果這些Bug在開發階段被排除掉的話，這些工作量就可以節省下來。當考慮到軟件維護費用可能會比最初的開發費用高出數倍的時候，這種潛在的對50%軟件維護費用的節省將對整個軟件生命周期費用產生重大的影響。
文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/
