前幾天在 Hugging Face 上實作的 AI 營養顧問，目的是為了快速部署並驗證核心概念，當時是將所有程式碼都整合在單一的 app.py 檔案裡，算是一個典型的單體式（monolithic）應用程式。

這個架構在原型開發階段效率極高，但隨著功能愈加愈多之後，這份「單一檔案」的程式碼將變得越來越難以維護與擴充。再加上，這種開發方式繞過單元測試，很容易埋下 bug 地雷，修正時會浪費更多時間，甚至需要更多的依賴單元反覆修改。

本日重點

• 什麼是單元測試（Unit Test），核心概念與重要性說明
• 建立單元測試的時機與原則
• 主流測試框架介紹（pytest、unittest），比較差異與優劣
• 撰寫測試案例、執行與診斷錯誤的步驟教學
• 單元測試在 CI/CD、專案品質保障上的角色

一、認識單元測試（Unit Test）

單元測試是一種軟體測試方法，專門用來檢查程式中最小單元（通常是函式或方法）的正確性。在開發軟體時，開發人員會寫一段額外的程式（測試程式），自動化地呼叫這個功能單元，然後驗證它的輸出是否如預期。

1. 單元測試的基本概念

• 範圍小：每次只測試一個功能區塊，如一個函數或方法。
• 獨立性強：測試時會儘量與其他系統部分隔離，不依賴資料庫、網路等外部資源。
• 可自動化：由程式來自動檢查結果是否正確。

2. 為什麼要寫單元測試？

• 保證品質：可以及早發現錯誤，避免 bug 滲透到後面的開發階段。
• 維護方便：只要有完整的單元測試，修改原本程式碼的時候，就能即時知道是否會影響到原有功能。
• 提升信心：自動化的單元測試讓開發者更有信心地重構或優化程式。

簡單的說，單元測試就像是在開發階段時設下「防護的天羅地網」，讓人可以放心調整、增加或重構功能，也能幫助團隊合作時減少踩雷的風險。

3. 單元測試的最佳撰寫時機

在軟體開發的早期階段，或是開發過程中，就應該開始撰寫單元測試（養成「先寫測試，後寫功能」的習慣）。

二、單元測試怎麼寫？

在 Python 世界中，單元測試是保障專案品質的基石。最常用的兩種測試框架就是 unittest 和 pytest。unittest 設計較嚴謹且古典，pytest 則以極簡語法和高度自動化廣受歡迎。

1. 認識 pytest & unitest

2. 最基本的 pytest 例子（執行方法：pytest 檔名.py）

# 以 pytest 為例
def add(x, y):
    return x + y

# 函式命名規則：test_開頭
def test_add():
    assert add(3, 4) == 7

3. 完整實作

• 可參考（有單元測試的實作過程）

Day23. Flask 與資料庫整合 Ep2：用 SQLite 實作留言板功能

三、TDD 測試驅動開發

可參考：

• Day24. Flask 與資料庫整合 Ep3：用 TDD（測試驅動開發）+ SQLite 完成AI營養顧問的資料庫功能（上）
• Day25. Flask 與資料庫整合 Ep4：用 TDD（測試驅動開發）+ SQLite 完成AI營養顧問的資料庫功能（下）

四、延伸閱讀

• pytest 官方文件
• unittest 官方教學
• Awesome Python Testing 資源合集
• 什麼是單元測試？
• 單元測試的基本概念
• 為你自己寫的單元測試