測試與文件，and one more thing…

2018 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 25

Software Development

函數式編程: 從 Elixir & Phoenix 入門。系列第 25 篇

2018鐵人賽 elixir phoenix doctest

taiansu

2018-01-13 13:19:26

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測試跟文件是許多 developer 最不想面對，卻也是非常重要的部份。 Elixir 在相關工具的整合上非常用心，讓大家能輕鬆愉快養成寫文件與測試的好習慣。由於這些工具大多都是 Elixir 標準函式庫，或是官方維護的函式庫，所以不限於 Phoenix，任何 Elixir 專案都可以使用，本篇要來介紹這些工具的用法。

ExUnit

一般 Elixir 專案

先從最基本的開始：Elixir 內建的測試框架叫做 ExUnit，只要建立一個 .exs* 檔案，並在模組宣告的下一行加入 use ExUnit.Case，就可以使用此測試框架提供的功能。依慣例大部份的測試檔案都會放在 專案名稱/test 下，這裡是一個 Elixir 專案的測試檔範例：

defmodule ExampleTest do
  use ExUnit.Case

  test "the truth" do
    assert 1 + 1 == 2
  end
end

用 test 標註測試名稱，在 do...end 區塊裡放測試的內容。在測試的本體部份，則用 assert/1 來驗證。另外你也可以用 describe/2 來將測試分組。

而在 ExUnit.Assertions 文件下，可以找到驗證各種情況的函式，例如確保這個執行會有 exception (assert_raise/2)、確認兩個值之間的差小於特定範圍 (assert_in_delta/3) 等等。

Note *: 其實也可以用 .ex 檔案，但一般來說不會想要編譯並保存測試檔的 beam binary，所以慣例上是用 .exs。

執行測試

在專案下，輸入 mix test 就可以執行專案下的所有測試案例：

$ mix test
....................

Finished in 0.2 seconds
20 tests, 0 failures

Randomized with seed 693717

Phoenix 中的微調

打開我們新建專案中的 test 資料夾，會發現測試檔也依專案結構放在不同的資料夾內。在 test/hello_phx/blog 裡的 blog_test.exs 前幾行長這樣：

# test/hello_phx/blog/blog_test.exs

defmodule HelloPhx.BlogTest do
  use HelloPhx.DataCase
  # ...

注意第二行並非我們之前所說的 use ExUnit.Case，而是掛了我們專案命名空間的 HelloPhx.DataCase。要了解這是什麼，得要看看 test/support/data_case.ex 這張檔案：

# test/support/data_case.ex

defmodule HelloPhx.DataCase do
  use ExUnit.CaseTemplate

  using do
    quote do
      alias HelloPhx.Repo

      import Ecto
      import Ecto.Changeset
      import Ecto.Query
      import HelloPhx.DataCase
    end
  end

  setup tags do
    # ...
  end

  def errors_on(changeset) do
    # ...
  end
end

從檔案的最上方可以查到這是使用了 ExUnit 的 CaseTemplate。這個功能可以讓你 (或框架) 定義不同的測試環境及共用測試函式。利用了 macro 的機制，上方 quote do...end 區塊裡的程式碼，會被嵌入到每一張 use 了這個模組的檔案裡。

而 Phoenix 幫你預設了三種情況：

DataCase 給需要與資料庫互動的測試用
ConnCase 給 web 類型，需要處理 connection 的測試用
ChannelCase 給 channel，也就是 websocket 相關的測試用

Property-base test

上面的那些都蠻無聊的，我知道。現在要來些有趣的了。許多人一想到測試程式，直覺浮現的大概就是這樣的程式碼，也就是 Elixir 自動幫你生成的那種：

test "length/1 calculates the length of a list" do
  assert length([]) == 0
  assert length([:one]) == 1
  assert length([1, 2, 3]) == 3
end

這種測試方式有個名字，叫做 example-based approach test。意思是我們測試的資料，是靠寫測試的人自己想出一些正常範例、及一些邊界範例，一個個把這些範例的測試結果寫下來。但這樣的缺點是有時你會漏掉邊界範例，有時實作改變時，當初想的範例還是正常的，但邊界條件已經改變了。

*啊要不然還能怎樣？*你可能會這樣想。

記得我們之前講過的惰性求值，Lazy evaluation 嗎？那個章節說到你可以擁有無限大的起始值。那麼放在測試裡，我們可以這樣想：你可以擁有無限大的測試資料，例如說：

對於任兩個正整數，+/2 的結果必然比兩個數字都大。

這種測試做法稱之為 property-based testing，基於特性的測試。你給定測試資料的特性，測試時會自動生出符合該特性的多筆資料來執行測試。這種測試在 Haskell 及 Erlang 已行之有年，而 Elixir 基於原本 Dave Thomas 所寫的 pollution 實作了一個包含資料生成及測試語法的 StreamData，並預計在1.6 或 1.7 版正式併入標準函式庫。

而 property-based testing 的語法將會長這樣：

defmodule MyPropertyTest do
  use ExUnit.Case, async: true
  use ExUnitProperties

  property "sum of positive integer is greater than both integers" do
    check all a <- integer(),
              b <- integer(),
              a > 0 and b > 0,
              sum = a + b do
      assert sum > a
      assert sum > b            
    end
  end
end

文件

Elixir 的預設文件格式是 Markdown，只要在程式裡用 @moduledoc 或是 @doc就可以了，像這樣：

defmodule MyModule do
  @moduledoc """
      模組文件
  """

  @doc """
    函式文件
  """
  def my_function do
  end

而要生成文件，只要在 mix.exs 裡加入 ex_doc 這個 dependency：

def deps do
  [{:ex_doc, "~> 0.16", only: :dev, runtime: false}]
end

接著用 mix deps.get 安裝。再輸入 mix docs 就會自動生成文件了。

所以你看到的 Elixir 函式庫文件都長同一個樣子，原因就是大家都用內建的工具來生成。好處就是查起來很順手，功能也非常齊全，不需要每次都重新適應。

One more thing… Doctest

在前面的說明藏了一個線索，說：「依慣例大部份的測試檔案都會放在 專案名稱/test 下。」，也就是說，並非所有的測試都會寫在那裡面。這個好東西叫做 doctest。因為 Elixir 的文件格式是 Markdown，而大家都知道 Markdown 可以內嵌程式碼，所以你可以在文件裡這樣寫：

defmodule Num do
  @doc """
  Demonstrate doctest feature
  ## Example
    iex> Num.is_even?(1)
    true
  """
  def is_even?(num) do
    rem(num, 2) == 0
  end
end

就可以生成這樣的文件 (注意程式碼的部份)：