python之unittest单元测试框架的常用的断言方式

1. 单元测试简介

单元测试是软件开发中的一种测试方法。它是指对程序模块（软件设计的最小单位）进行测试的过程。使用单元测试的好处是可以在程序发布之前发现潜在的问题，从而保证程序的质量。在 Python 中，单元测试框架是 unittest。unittest 框架提供了很多常用的测试方法，我们可以使用它们编写测试用例并执行测试，以验证程序是否按照我们预期的方式执行。

2. unittest 单元测试框架

unittest 是 Python 官方提供的一个单元测试框架，它支持自动化测试、模块测试和集成测试。unittest 框架提供了很多常用的测试方法，我们可以使用它们编写测试用例并执行测试，以验证程序是否按照我们预期的方式执行。unittest 框架包含以下几个组成部分：

2.1 Test Case 类

Test Case 类是 unittest 框架的一个重要组成部分。它负责测试用例的编写和执行，每个测试用例都应该继承自 TestCase 类。在 TestCase 类中，我们可以定义多个测试方法，对应着被测程序的不同功能，每个测试方法应该包含多条测试语句，以验证被测程序是否按照我们预期的方式执行。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(1 + 1, 2)
        self.assertEqual(2 + 2, 4)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_add，用于验证加法运算是否正确执行。在 test_add 方法中，我们使用断言方法 self.assertEqual 来进行验证，确保程序输出的结果与我们预期的结果相同。

2.2 Test Suite 类

Test Suite 类代表了整个测试套件，它可以包含多个测试用例。Test Suite 类提供了一些方法来管理测试用例，比如添加测试用例、删除测试用例、运行测试用例等。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(1 + 1, 2)
        self.assertEqual(2 + 2, 4)
class MyTestSuite(unittest.TestSuite):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.addTest(MyTest('test_add'))
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = MyTestSuite()
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTestSuite 类，继承自 unittest.TestSuite 类。该类包含了一个 MyTest 测试用例，我们使用 addTest 方法将其添加到测试套件中。最后，我们使用 TextTestRunner 类来运行测试套件。

2.3 Test Loader 类

Test Loader 类是负责加载测试用例并形成测试套件的对象。它提供了一些方法来管理测试用例文件，比如查找测试用例、装载测试用例等。在 unittest 框架中，默认使用的是 unittest.defaultTestLoader 类来装载测试用例，但是我们也可以自定义 Test Loader 类。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(1 + 1, 2)
        self.assertEqual(2 + 2, 4)
class MyTestLoader(unittest.TestLoader):
    def loadTestsFromTestCase(self, testCaseClass):
        suite = super().loadTestsFromTestCase(testCaseClass)
        suite.addTest(testCaseClass('test_add'))
        return suite
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    loader = MyTestLoader()
    suite = loader.loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTestLoader 类，继承自 unittest.TestLoader 类。该类在 loadTestsFromTestCase 方法中，调用了父类方法获取测试套件，并使用 addTest 方法将 MyTest 测试用例添加到测试套件中。最后我们使用 TextTestRunner 类来运行测试套件。

2.4 Test Result 类

Test Result 类是记录测试结果的类，它负责跟踪测试过程中的错误信息、失败信息、通过信息等，并将这些信息输出到控制台或者文件中。Test Result 类包含一个属性 errors，用于记录测试过程中出现的错误信息，还包含一个属性 failures，用于记录测试过程中出现的失败信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_add(self):
        self.assertEqual(1 + 1, 2)
        self.assertEqual(2 + 2, 5)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    result = runner.run(suite)
    print(result.errors)
    print(result.failures)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_add，用于验证加法运算是否正确执行。在 test_add 方法中，我们故意将 2 + 2 的结果写成了 5，从而让它出现错误。最后，我们使用 TextTestRunner 类来运行测试套件，并使用 TestResult 类来记录测试结果，输出到控制台中。

3. 常用的断言方式

在编写测试用例时，我们需要使用断言来判断程序执行的结果是否正确。unittest 框架提供了很多常用的断言方式，下面我们将逐一介绍。

3.1 assertEqual(a, b, msg=None)

assertEqual 方法用于判断两个对象是否相等。如果不相等，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_equal(self):
        self.assertEqual(1 + 1, 2)
        self.assertEqual(2 + 2, 5)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_equal，用于验证两个加法运算的结果是否正确。在 test_equal 方法中，我们分别使用 assertEqual 方法来判断 1+1 和 2+2 的结果是否等于预期值。由于 2+2 的结果不等于预期值，因此该测试用例会抛出 AssertionError 异常，并输出错误信息。

3.2 assertNotEqual(a, b, msg=None)

assertNotEqual 方法用于判断两个对象是否不相等。如果相等，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_not_equal(self):
        self.assertNotEqual(1 + 1, 3)
        self.assertNotEqual(2 + 2, 5)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_not_equal，用于验证两个加法运算的结果是否不等于预期值。在 test_not_equal 方法中，我们分别使用 assertNotEqual 方法来判断 1+1 和 2+2 的结果是否不等于预期值。

3.3 assertTrue(expr, msg=None)

assertTrue 方法用于判断一个表达式是否为真。如果表达式为假，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_true(self):
        self.assertTrue(1 < 2)
        self.assertTrue(2 > 3)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_true，用于验证两个比较表达式的结果是否为真。在 test_true 方法中，我们分别使用 assertTrue 方法来判断 1<2 和 2>3 两个表达式是否为真。

3.4 assertFalse(expr, msg=None)

assertFalse 方法用于判断一个表达式是否为假。如果表达式为真，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_false(self):
        self.assertFalse(1 > 2)
        self.assertFalse(2 < 1)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_false，用于验证两个比较表达式的结果是否为假。在 test_false 方法中，我们分别使用 assertFalse 方法来判断 1>2 和 2<1 两个表达式是否为假。

3.5 assertIs(a, b, msg=None)

assertIs 方法用于判断两个对象的身份是否相同，即它们是否是同一个对象。如果不是同一个对象，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest
class Demo():
    pass
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_is(self):
        x = Demo()
        y = x
        z = Demo()
        self.assertIs(x, y)
        self.assertIsNot(x, z)
        self.assertIsNot(y, z)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_is，用于验证三个 Demo 类对象的身份是否相同。其中，x 和 y 是同一个对象，而 z 是不同的对象。在 test_is 方法中，我们分别使用 assertIs、assertIsNot 方法来判断三个对象是否是同一个对象。

3.6 assertIsNot(a, b, msg=None)

assertIsNot 方法用于判断两个对象的身份是否不同，即它们是否不是同一个对象。如果是同一个对象，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class Demo():
    pass
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_is_not(self):
        x = Demo()
        y = Demo()
        self.assertIsNot(x, y)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 Demo 类和一个 MyTest 类，其中 Demo 类是一个空类，MyTest 类是一个测试类，包含一个测试方法 test_is_not。在 test_is_not 方法中，我们创建了两个 Demo 类对象 x 和 y，并使用 assertIsNot 方法来判断它们是否是同一个对象。由于它们不是同一个对象，因此该测试用例会执行通过。

3.7 assertIn(a, b, msg=None)

assertIn 方法用于判断一个值是否包含在一个可迭代对象中。如果不包含，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_in(self):
        a = [1, 2, 3, 4]
        b = [5, 6, 7, 8]
        self.assertIn(2, a)
        self.assertIn(4, a)
        self.assertNotIn(5, a)
        self.assertIn(5, b)
        self.assertNotIn(2, b)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_in，用于验证一个值是否包含在一个列表中。在 test_in 方法中，我们分别使用 assertIn、assertNotIn 方法来判断一个值是否包含在列表中。

3.8 assertNotIn(a, b, msg=None)

assertNotIn 方法用于判断一个值是否不包含在一个可迭代对象中。如果包含，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_not_in(self):
        a = [1, 2, 3, 4]
        b = [5, 6, 7, 8]
        self.assertIn(2, a)
        self.assertIn(4, a)
        self.assertNotIn(5, a)
        self.assertIn(5, b)
        self.assertNotIn(2, b)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_not_in，用于验证一个值是否不包含在一个列表中。在 test_not_in 方法中，我们分别使用 assertNotIn、assertIn 方法来判断一个值是否不包含在列表中。

3.9 assertGreater(a, b, msg=None)

assertGreater 方法用于判断一个值是否大于另一个值。如果不大于，则会抛出 AssertionError 异常，并输出指定的错误信息。例如：

import unittest 
class MyTest(unittest.TestCase):
    def test_greater(self):
        x = 5
        y = 3
        self.assertGreater(x, y)
        self.assertGreaterEqual(x, y)
        self.assertLess(y, x)
        self.assertLessEqual(y, x)
if __name__ == '__main__':
    runner = unittest.TextTestRunner()
    suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(MyTest)
    runner.run(suite)

在上述代码中，我们定义了一个 MyTest 类，继承自 unittest.TestCase 类。该类包含一个测试方法 test_greater，用于验证一个值是否大于另一个值。在 test_greater 方法中，我们分别使用 assertGreater、assertGreaterEqual