边界情况 · 软件测试
应该测试哪些输入？
课程目录为什么需要它
你不可能测试所有可能的输入，而且大多数 bug 不在范围的中间。它们藏在边界上：空列表、正好等于上限、超出一点点、零。用心挑几个输入，比随便测一百个抓到的 bug 更多。
直觉理解
- 把输入分组，同一组的输入行为应该相同（合法 / 太短 / 太长；正数 / 零 / 负数）。每组通常一个测试就够了。
- 测试组和组之间的边界：如果规则是「8 到 64 个字符」，就测 7、8、64 和 65。差一错误（把
<=写成<）只会在这里暴露。 - 测试特殊值：空字符串或空列表、一个元素、零、负数、非常大的数、
None。 - 也要测试非法输入。如果函数应该报错，就检查它确实报错了：
def test_rejects_negative():
try:
sqrt(-1)
except ValueError:
return # 正是我们想要的错误
assert False, "expected ValueError"（pytest 里写成 with pytest.raises(ValueError): sqrt(-1)。）
想检验你的测试够不够强，就设想代码里出了一些小错误（<= 写成 <、少了一条规则）。每个错误都应该至少让一个测试失败。自动做这件事的工具叫变异测试。
定义
边界值
An input exactly at, just below or just above a limit, where off-by-one bugs appear.正好在限制上、刚好低于或刚好高于限制的输入，差一错误就出现在这里。
等价类
A group of inputs the code should treat the same way; testing one of them stands for the group.代码应该同样对待的一组输入；测试其中一个就能代表整组。
变异测试
Checking tests by making small deliberate bugs (mutants) and seeing whether some test fails.故意制造小 bug（变异体），看有没有测试失败，以此检验测试本身。
示例
找边界上的 bug
动手试试每个区间的中间都没问题；正好 90 就不对了。
def grade(score):
if score > 90:
return "A"
if score >= 75:
return "B"
return "C"
for score in [95, 80, 50, 90, 75, 74]:
print(score, grade(score))95 A 80 B 50 C 90 B 75 B 74 C
- L2规则说 90 分及以上是 A，但这里写的是高于 90。
- L895、80、50 都在各组中间，看起来没问题。90 是边界：给了 B，错了。
测试会不会报错
动手试试出现正确的错误时测试通过，没有出现时测试失败。
def withdraw(balance, amount):
if amount <= 0:
raise ValueError("amount must be positive")
return balance - amount
def raises(fn, error):
try:
fn()
except error:
return True
return False
print(raises(lambda: withdraw(100, -5), ValueError))
print(raises(lambda: withdraw(100, 0), ValueError))
print(raises(lambda: withdraw(100, 5), ValueError))True True False
- L6一个小工具：运行 fn，告诉你它有没有抛出那种错误。
- L13lambda 把调用推迟，好让 raises() 在 try 里面运行它。
- L140 是边界：它也应该被拒绝。
- L15合法金额：没有错误。
False
常见错误
只测典型值
即使 90 那里有问题，50 和 95 也能通过。每个界限处和刚越过界限的地方都要放一个测试。
忘了空的情况
空字符串和空列表会导致崩溃（取不存在的第 0 个）和除以零。要专门测试它们。
测试报错却什么也没检查
try: f() except ValueError: pass 即使 f() 什么都没抛也能通过。最后要加 assert False（或者用 pytest.raises）。
小测验
1. 表单接受 13 到 120 岁。哪组测试值最好？
查看答案
答案：A
每个界限，以及越过每个界限一步的值。
2. 这段代码会输出什么？
def is_teen(age):
return 13 < age < 20
print([age for age in [12, 13, 19, 20] if is_teen(age)])查看答案
答案：A
13 < 13 是 False，所以 13 被错误地排除了：这正是边界测试能发现的那种 bug。
动手练习
3 道练习，分三层：先预测程序的输出，再按新需求改程序，最后从零写一个。代码在浏览器里运行，提交马上判题。
- 预测输出哪个测试能抓住它？
这个函数应该把 18 岁及以上的人判定为成年人。哪一个测试能抓住这个 bug？
- 改需求最后一块
chunk(items, size)把列表切成每块size个。它把最后那块较短的弄丢了：chunk([1, 2, 3, 4, 5], 2)应该是[[1, 2], [3, 4], [5]]。修好它，并确保测试里的边界情况也都正确。 - 从零写测试密码规则
password_ok(pw)接受 8 到 64 个字符、至少有一个数字和一个字母的密码。写几个test_函数，让它们在它上面通过，并抓住全部四个坏版本（还有一个隐藏的）。想想边界：哪些长度是关键？
本课术语
| 术语 | 中文 | 英文定义 |
|---|---|---|
| Boundary value | 边界值 | An input at or just past a limit. |
| Edge case | 边界情况 | An unusual input: empty, zero, the largest value… |
| Mutation testing | 变异测试 | Testing your tests by planting small bugs. |