1. 概述
软件测试是指用于评估软件应用程序功能的技术。在本文中，我们将讨论软件测试行业中使用的一些指标，例如代码覆盖率和突变测试，并对如何使用PITest库执行突变测试进行简要介绍。
为了简单起见，我们将基于一个基本的回文函数进行此演示。请注意，回文是一个向后和向前读取内容一致的字符串。
2. Maven依赖
正如你在Maven依赖项配置中看到的那样，我们将使用JUnit运行我们的测试，并使用PITest库将突变体引入我们的代码中-别担心，我们稍后会看到什么是突变体。你始终可以通过此链接针对Maven中央仓库查找最新的依赖项版本。
<dependency>
<groupId>org.pitest</groupId>
<artifactId>pitest-parent</artifactId>
<version>1.1.10</version>
<type>pom</type>
</dependency>
为了启动并运行PITest库，我们还需要在pom.xml配置文件中包含pitest-maven插件：
<plugin>
<groupId>org.pitest</groupId>
<artifactId>pitest-maven</artifactId>
<version>1.1.10</version>
<configuration>
<targetClasses>
<param>cn.tuyucheng.taketoday.mutation.*</param>
</targetClasses>
<targetTests>
<param>cn.tuyucheng.taketoday.mutation.*</param>
</targetTests>
</configuration>
</plugin>
3. 项目设置
现在我们已经配置了Maven依赖项，让我们定义一个isPalindrome方法，它的作用的是检查一个字符串是否为回文：
public boolean isPalindrome(String inputString) {
if (inputString.length() == 0) {
return true;
} else {
char firstChar = inputString.charAt(0);
char lastChar = inputString.charAt(inputString.length() - 1);
String mid = inputString.substring(1, inputString.length() - 1);
return (firstChar == lastChar) && isPalindrome(mid);
}
}
我们现在需要的只是一个简单的JUnit测试，以确保我们的实现以预期的方式工作：
@Test
public void whenPalindrom_thenAccept() {
Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
assertTrue(palindromeTester.isPalindrome("noon"));
}
到目前为止一切顺利，我们已准备好将测试用例作为JUnit测试成功运行。
接下来，在本文中，我们将重点介绍使用PITest库的代码和突变覆盖率。
4. 代码覆盖率
代码覆盖率已在软件行业中广泛使用，以衡量在自动化测试期间代码执行路径的百分比。
我们可以使用Eclipse IDE上提供的Eclemma等工具根据执行路径来衡量有效的代码覆盖率。或者如果你使用Intellij IDEA，则它可以通过自带的生成代码覆盖率的方式运行测试。
在运行具有代码覆盖率的TestPalindrome之后，我们可以轻松地实现100%的覆盖率分数-请注意isPalindrome是递归的，因此很明显空输入长度检查无论如何都会被覆盖。
不幸的是，代码覆盖率指标有时可能非常无效，因为100%的代码覆盖率分数仅意味着所有代码行都至少执行了一次，但它没有说明测试的准确性或用例完整性。因此，这就是突变测试的意义所在。
5. 突变覆盖率
突变测试是一种用于提高测试的充分性和识别代码中缺陷的测试技术。这个想法是动态更改生产代码并导致测试失败。
好的测试应该失败
代码中的每个更改都称为突变体，它会导致程序的更改版本，称为突变。
我们说，如果突变可能导致测试失败，则将其杀死。我们还说，如果突变体不能影响测试的行为，那么突变体就会存活下来。
现在让我们使用Maven运行测试，goal选项设置为：org.pitest:pitest-maven:mutationCoverage。
我们可以在target/pit-test/YYYYMMDDHHMI目录下查看HTML格式的报告：
- 100%路径覆盖率：7/7
- 57%突变覆盖率：4/7
显然，我们的测试扫描了所有的执行路径，因此路径覆盖率是100%。另一方面，PITest库引入了7个突变体，其中会导致失败的4个突变体被杀死，但有3个幸存下来。
我们可以查看cn.tuyucheng.taketoday.mutation/Palindrome.java.html报告以获取有关创建的突变体的更多详细信息：
这些是运行突变覆盖率测试时默认处于活动状态的突变体：
- INCREMENTS_MUTATOR
- VOID_METHOD_CALL_MUTATOR
- RETURN_VALS_MUTATOR
- MATH_MUTATOR
- NEGATE_CONDITIONALS_MUTATOR
- INVERT_NEGS_MUTATOR
- CONDITIONALS_BOUNDARY_MUTATOR
有关PITest突变体的更多详细信息，你可以查看官方文档页面链接。
我们的突变覆盖率分数反映了测试用例的缺乏，因为我们无法确保我们的isPalindrome函数拒绝非回文和近回文字符串输入。
6. 提高突变分数
现在我们知道了什么是突变，我们需要通过杀死幸存的突变体来提高我们的突变分数。
让我们以第6行的第一个突变“否定条件”为例。突变体幸存下来，因为即使我们更改代码片段：
if (inputString.length() == 0) {
return true;
}
为：
if (inputString.length() != 0) {
return true;
}
测试也会通过，这就是突变存活的原因。这个想法是实施一个新的测试，如果引入了突变体，该测试将失败。对于剩余的突变体也可以这样做。
@Test
public void whenNotPalindrom_thanReject() {
Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
assertFalse(palindromeTester.isPalindrome("box"));
}
@Test
public void whenNearPalindrom_thanReject() {
Palindrome palindromeTester = new Palindrome();
assertFalse(palindromeTester.isPalindrome("neon"));
}
现在我们可以使用突变覆盖率插件运行我们的测试，以确保所有突变都被杀死，正如我们在target目录中生成的PITest报告中所看到的那样。
- 100%路径覆盖率：7/7
- 100%突变覆盖率：7/7
7. PITest测试配置
突变测试有时可能会占用大量资源，因此我们需要进行适当的配置以提高测试效率。我们可以使用targetClasses标签来定义要突变的类列表。突变测试不能应用于现实世界项目中的所有类，因为它既费时又对资源至关重要。
定义你计划在突变测试期间使用的突变体也很重要，以便最大限度地减少执行测试所需的计算资源：
<configuration>
<targetClasses>
<param>cn.tuyucheng.taketoday.mutation.*</param>
</targetClasses>
<targetTests>
<param>cn.tuyucheng.taketoday.mutation.*</param>
</targetTests>
<mutators>
<mutator>CONSTRUCTOR_CALLS</mutator>
<mutator>VOID_METHOD_CALLS</mutator>
<mutator>RETURN_VALS</mutator>
<mutator>NON_VOID_METHOD_CALLS</mutator>
</mutators>
</configuration>
此外，PITest库提供了多种可用于自定义测试策略的选项，例如，你可以使用maxMutationsPerClass选项指定类引入的最大突变体数。有关PITest配置的更多详细信息，请参阅官方Maven快速入门指南。
8. 总结
请注意，代码覆盖率仍然是一个重要的指标，但有时它不足以保证代码经过良好的测试。因此，在本文中，我们使用PITest库介绍了突变测试，作为一种确保测试质量和认可测试用例的更复杂的方法。
我们还了解了如何在提高突变覆盖率分数的同时分析基本的PITest报告。
即使突变测试揭示了代码中的缺陷，也应该明智地使用它，因为这是一个极其昂贵且耗时的过程。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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