1. 概述
在Java中，继承是一个重要的概念，而接口是实现这一概念的一种方式。接口定义了一个契约，多个类可以实现它。因此，确保这些实现类遵循相同的规范至关重要。
本教程将探讨如何使用JUnit测试为Java接口编写不同方法。
2. 准备工作
首先，我们创建一个简单的名为Shape的接口，它有一个area()方法：
public interface Shape {
double area();
}
接下来，定义一个Circle类，它实现了Shape接口，并且有自己特有的circumference()方法：
public class Circle implements Shape {
private double radius;
Circle(double radius) {
this.radius = radius;
}
@Override
public double area() {
return 3.14 * radius * radius;
}
public double circumference() {
return 2 * 3.14 * radius;
}
}
最后，定义另一个类Rectangle，它也实现了Shape接口，还新增了一个perimeter()方法：
public class Rectangle implements Shape {
private double length;
private double breadth;
public Rectangle(double length, double breadth) {
this.length = length;
this.breadth = breadth;
}
@Override
public double area() {
return length * breadth;
}
public double perimeter() {
return 2 * (length + breadth);
}
}
3. 测试方法
现在让我们看看可以采用的不同测试策略。
3.1. 实现类的独立测试
一种常见的做法是为接口的每个实现类创建单独的JUnit测试类。我们会测试每个类继承的接口方法以及它们自身定义的方法。
首先，我们创建CircleUnitTest类，针对area()和circumference()方法编写测试用例：
@Test
void whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Shape circle = new Circle(5);
double area = circle.area();
assertEquals(78.5, area);
}
@Test
void whenCircumferenceIsCalculated_thenSuccessful(){
Circle circle = new Circle(2);
double circumference = circle.circumference();
assertEquals(12.56, circumference);
}
接着，我们创建RectangleUnitTest类，针对area()和perimeter()方法编写测试用例：
@Test
void whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Shape rectangle = new Rectangle(5,4);
double area = rectangle.area();
assertEquals(20, area);
}
@Test
void whenPerimeterIsCalculated_thenSuccessful() {
Rectangle rectangle = new Rectangle(5,4);
double perimeter = rectangle.perimeter();
assertEquals(18, perimeter);
}
如上述两个类所示，我们可以成功地测试接口方法以及实现类可能定义的额外方法。
通过这种方法，我们可能需要为接口方法在所有实现类中重复编写相同的测试。例如，我们在两个实现类中都测试了area()方法。
随着实现类数量的增长，由于接口定义的方法数量增加，测试用例也会成倍增长。这会导致代码复杂性和冗余性增加，随着时间的推移维护和修改变得困难。
3.2. 参数化测试
为了解决这个问题，我们可以创建一个参数化测试，它接受不同实现类的实例作为输入：
@ParameterizedTest
@MethodSource("data")
void givenShapeInstance_whenAreaIsCalculated_thenSuccessful(Shape shapeInstance, double expectedArea){
double area = shapeInstance.area();
assertEquals(expectedArea, area);
}
private static Collection<Object[]> data() {
return Arrays.asList(new Object[][] {
{ new Circle(5), 78.5 },
{ new Rectangle(4, 5), 20 }
});
}
这样，我们已经成功地验证了接口对实现类的合同要求。
然而，我们无法在接口定义之外定义任何其他内容。因此，可能仍需要以某种形式测试实现类。这可能需要在它们自己的JUnit类中进行测试。
3.3. 使用基类测试
前两种方法缺乏足够的灵活性来扩展测试用例，除了验证接口合同外。同时，我们也希望避免代码冗余。接下来，我们将探讨另一种可以解决这两个问题的方法。
在这种方法中，我们定义一个基础测试类。这个抽象的测试类定义了要测试的方法，即接口的合同。随后，实现类的测试类可以扩展这个抽象测试类，以增强测试。
我们将使用模板方法模式，在基础测试类中定义测试area()方法的算法，然后子类只需要提供要在算法中使用的实现即可。
首先，定义基础测试类来测试area()方法：
public abstract Map<String, Object> instantiateShapeWithExpectedArea();
@Test
void givenShapeInstance_whenAreaIsCalculated_thenSuccessful() {
Map<String, Object> shapeAreaMap = instantiateShapeWithExpectedArea();
Shape shape = (Shape) shapeAreaMap.get("shape");
double expectedArea = (double) shapeAreaMap.get("area");
double area = shape.area();
assertEquals(expectedArea, area);
}
接下来，创建Circle类的JUnit测试类：
@Override
public Map<String, Object> instantiateShapeWithExpectedArea() {
Map<String,Object> shapeAreaMap = new HashMap<>();
shapeAreaMap.put("shape", new Circle(5));
shapeAreaMap.put("area", 78.5);
return shapeAreaMap;
}
@Test
void whenCircumferenceIsCalculated_thenSuccessful(){
Circle circle = new Circle(2);
double circumference = circle.circumference();
assertEquals(12.56, circumference);
}
最后，创建Rectangle类的测试类：
@Override
public Map<String, Object> instantiateShapeWithExpectedArea() {
Map<String,Object> shapeAreaMap = new HashMap<>();
shapeAreaMap.put("shape", new Rectangle(5,4));
shapeAreaMap.put("area", 20.0);
return shapeAreaMap;
}
@Test
void whenPerimeterIsCalculated_thenSuccessful() {
Rectangle rectangle = new Rectangle(5,4);
double perimeter = rectangle.perimeter();
assertEquals(18, perimeter);
}
在这个方法中，我们重写了instantiateShapeWithExpectedArea()方法。在这个方法中，我们提供了Shape实例和预期的面积。这些参数可以被基础测试类中的测试方法用来执行测试。
总结来说，通过这种方法，实现类可以为其自身方法编写测试，并继承接口方法的测试。
4. 结论
在这篇文章中，我们探讨了验证接口合同的不同JUnit测试方法。
首先，我们看到了为每个实现类单独创建测试类的直接性，但这也可能导致大量冗余代码。
然后，我们研究了如何使用参数化测试来避免冗余，但其灵活性较低。
最后，我们看到了基类测试方法，它解决了前两种方法中的问题。
如往常一样，源代码可以在GitHub上找到。