מהם בדיקות יחידה (Unit Testing)?
בדיקות יחידה (Unit Testing) היא טכניקת בדיקת תוכנה המתמקדת באימות נכונותן של יחידה או רכיבים בודדים של יישום תוכנה.
יחידה מתייחסת לחלק הקטן ביותר שניתן לבדיקה של יישום, פונקציה, שיטה או מחלקה בודדת.
מטרת בדיקות היחידה היא לבודד ולאמת את הפונקציונליות של כל יחידה במנותק משאר האפליקציה.
על ידי בדיקת יחידה באופן עצמאי, מפתחים יכולים לזהות ולתקן פגמים בשלב מוקדם בתהליך הפיתוח,
תוך הקפדה על כך שכל יחידה תתנהג כמצופה.
בדיקות יחידה נכתבות על ידי המפתחים עצמם והן אוטומטיות,
כלומר ניתן לבצע אותן שוב ושוב במינימום מאמץ.
בדיקות אלו נכתבות באמצעות מסגרות או ספריות בדיקה המספקות כלים להגדרת מקרי בדיקה,
ביצוע בדיקות ובדיקת ההתנהגות הצפויה של היחידה הנבדקות.
היתרונות של בדיקות יחידה:
זיהוי באגים מוקדם: בדיקות יחידה עוזרות לזהות פגמים
בשלב מוקדם של מחזור הפיתוח כאשר קל יותר ופחות יקר לתקן אותם.
איתור באגים פשוט: אם בדיקות יחידה נכשלות,
קל יותר לאתר את הגורם לבעיה מכיוון שהבדיקות מתמקדות ביחידה ספציפית.
תיעוד קוד: בדיקות יחידה יכולות לשמש כצורה של תיעוד,
המתארת את ההתנהגות המיועדת של יחידה וכיצד יש להשתמש בה.
תחזוקה של קוד: בדיקות יחידה הופכות את שחזור או שינוי הקוד הקיים לבטוח יותר
מכיוון שהם פועלות כרשת ביטחון, ומבטיחות ששינויים לא יביאו לתופעות לוואי לא מכוונות.
בדיקות יחידה הם תרגול חיוני בפיתוח תוכנה התורם לבניית קוד חזק, אמין וניתן לתחזוקה.
הבדיקות עוזרות לשפר את איכות התוכנה על ידי זיהוי בעיות מוקדם, הפחתת הסיכון לבאגים
וקידום עיצוב ומודולריות טובים יותר.
איך Unit Testing עובדות?
בדיקות יחידה פועלות על ידי יצירת מקרי בדיקה המפעילים יחידה קוד ספציפיות בבידוד.
הנה סקירה כללית:
זיהוי יחידה: יחידות הן הרכיבים הבודדים של התוכנה שניתן לבדוק באופן עצמאי.
אלה יכולים לכלול פונקציות, שיטות, מחלקות או אפילו מודולים.
כתיבת מקרי מבחן: עבור כל יחידה, יש לכתוב מקרי מבחן המגדירים את ההתנהגות הצפויה של אותה יחידה.
מקרה מבחן מורכב מקבוצה של תשומות ומהפלט או ההתנהגות הצפויים.
הגדרת סביבת בדיקה: לפני ביצוע מקרי הבדיקה, ייתכן שיהיה צורך להגדיר סביבת בדיקה,
הכוללת יצירת כל התלות או התקנים הדרושים ליחידה הנבדקת.
הגדרה זו מבטיחה שהיחידה מבודדת מגורמים חיצוניים וניתנת לבדיקה עצמאית.
ביצוע הבדיקות: הפעלת בדיקות היחידה באמצעות מסגרת בדיקה או ספריה המספקת כלים לביצוע הבדיקות.
מסגרת הבדיקה מריצה כל מקרה בדיקה ובודקת אם הפלט בפועל תואם את הפלט הצפוי.
הערכת תוצאות הבדיקות: מסגרת הבדיקות מפיקה דוח המציין אילו מבחנים עברו ואילו מבחנים נכשלו.
בדיקות שנכשלו מצביעות על כך שהיחידה לא מתנהגת כמצופה, ונדרשת חקירה נוספת.
איתור באגים ותיקון: אם בדיקה נכשלת, המפתח יכול להשתמש במידע על כשל הבדיקה,
כולל הודעות שגיאה ועקבות מחסנית, כדי לזהות את מקור הבעיה.
ניתן ליישם טכניקות איתור באגים כדי לבודד ולתקן את הבעיה בקוד.
חזרה על התהליך: בדיקות יחידה היא תהליך איטרטיבי.
מפתחים כותבים ללא הרף בדיקות חדשות ומעדכנים בדיקות קיימות ככל שהקוד מתפתח,
ומבטיחים שהיחידה יישארו נכונות ופונקציונליות.
בדיקות יחידה צריכות להיות עצמאיות וניתנות לחזרה.
הן לא צריכות להסתמך על משאבים חיצוניים כגון מסדי נתונים, רשתות או קבצים.
על ידי ביצוע תהליך זה, בדיקות יחידה מסייעת לתפוס באגים מוקדם,
מספקת ביטחון בנכונות של יחידה בודדות, ומקלה על פיתוח תוכנה אמינה יותר וניתנת לתחזוקה.
סוגי בדיקות יחידה
ניתן לסווג בדיקות יחידה לסוגים שונים בהתבסס על ההיבטים הנבדקים.
הנה כמה סוגים נפוצים של בדיקת יחידה:
בדיקות יחידה פונקציונליות: סוג זה של בדיקות יחידה מתמקד באימות הפונקציונליות של יחידה או רכיבים בודדים.
הוא בודק האם היחידה מפיקה את הפלט הנכון עבור קבוצה נתונה של תשומות,
בהתבסס על ההתנהגות הצפויה שהוגדרה במקרי הבדיקה.
בדיקות גבולות יחידה: בדיקות גבול מטרתה לבדוק את ההתנהגות של יחידה בגבולותיה או בתנאי הקצה שלה.
הבדיקה מתמקדת באימות האופן שבו היחידה מטפלת בערכי מינימום ומקסימום,
מקרים מיוחדים או תנאי גבול שמשפיעים על התנהגות היחידה.
חריגים: בדיקות חריגים בודקת אם היחידה מטפלת בצורה נכונה בחריגים או במצבי שגיאה.
הבדיקה מוודאת שהיחידה מטפלת בחריגים הצפויים כאשר קלט או תנאים מסוימים גורמים לשגיאות,
ומבטיחה שמנגנון מתאים לטיפול בשגיאות קיים.
ביצועים: בדיקות ביצועים של יחידה מתמקדת בהערכת מאפייני הביצועים של יחידה.
מטרתה היא לזהות צווארי בקבוק בביצועים, למדוד זמני תגובה,
להעריך את השימוש במשאבים ולקבוע את יכולת ההרחבה של היחידה בעומסים או בתנאי לחץ משתנים.
Mocking and stubbing: אלה אינם סוגים ספציפיים של בדיקת יחידה,
אלא טכניקות המשמשות בבדיקות יחידה כדי לבודד יחידה מהתלות שלה.
בדיקות אלו כרוכות ביצירת אובייקטים מדומים המחקים את התנהגותם של אובייקטים אמיתיים,
בעוד ש-stubbing מספק תגובות מוגדרות מראש מאובייקטים שיחידה מקיימת איתם
אינטראקציה במהלך הבדיקות.
טכניקות אלו עוזרות לשלוט ולבודד את התנהגות היחידה ומאפשרות בדיקות ממוקדות יותר.
בדיקות יחידה אינטגרציה: למרות שאינה מוגבלת לחלוטין לבדיקת יחידה,
בדיקות אינטגרציה כוללות בדיקת האינטראקציה בין מספר יחידות או רכיבים.
בדיקה זו מבטיחה שהיחידה פועלות בצורה נכונה ביחד ושהשילוב שלהן אינו מציג בעיות או קונפליקטים.
בדיקות ניתוח כיסוי קוד: ניתוח כיסוי קוד אינו סוג של בדיקות יחידה,
אלא טכניקה המשמשת למדידת המידה שבה הקוד מכוסה על ידי בדיקות היחידה.
בדיקות אלה עוזרות להעריך את יסודיות בדיקות היחידה על ידי זיהוי אילו חלקים בקוד נבדקים ואילו חלקים לא.
אלו הם כמה סוגים נפוצים של בדיקות יחידה,
אך הסוגים והגישות הספציפיים משתנים בהתאם לשפת התכנות,
המסגרת וכלי הבדיקה שבהם נעשה שימוש.
הבחירה באילו סוגים להשתמש תלויה באופי היחידות הנבדקות
ובדרישות הספציפיות של פרויקט התוכנה.
מי צריך בדיקות יחידה (Unit Testing)?
בדיקת יחידה (Unit Test) מועילות לבעלי עניין שונים המעורבים בפיתוח תוכנה.
הנה כמה דוגמאות:
מפתחים: בדיקות יחידה נעשית בעיקר על ידי המפתחים עצמם.
הבדיקות עוזרת להם להבטיח שהיחידה הבודדת של הקוד שלהם פועלת כהלכה ומתנהגת כמצופה.
על ידי תפיסת באגים מוקדם, מפתחים יכולים לחסוך זמן ומאמץ שאחרת היו מושקעים
בניפוי באגים ותיקון בעיות בהמשך תהליך הפיתוח.
בדיקות יחידה גם מקדמת עיצוב קוד טוב יותר, מודולריות ותחזוקה.
צוות אבטחת איכות (QA): בדיקות יחידה מספקות בסיס איתן לצוות ה-QA לביצוע בדיקות ברמה גבוהה יותר.
כאשר יחידה בודדת נבדקת ומאומתת באופן יסודי,
זה מקטין את הסיכויים לפגמים ובעיות שיתעוררו במהלך אינטגרציה או בדיקות מערכת.
אנשי מקצוע בתחום ה-QA יכולים להתמקד בבדיקת הפונקציונליות הכוללת,
האינטגרציה וחווית המשתמש של התוכנה, בידיעה שהיחידות הבודדות נבדקו ואומתו.
מנהלי פרויקטים: בדיקות יחידה תורמת לניהול והצלחת הפרויקט הכולל.
על ידי תפיסה ותיקון של באגים מוקדם, בדיקות יחידה עוזרת להפחית את הסיכון לעיכובים
בלוח הזמנים ובעיות בלתי צפויות בשלבים מאוחרים יותר של הפיתוח.
היא מספקת למנהלי פרויקטים ביטחון מוגבר ביציבות ואיכות התוכנה,
ומאפשר תכנון והקצאת משאבים טובים יותר.
משתמשי קצה: למרות שמשתמשי קצה לא יבצעו ישירות בדיקות יחידה, הם נהנים מכך בעקיפין.
בדיקת יחידה עוזרת לשפר את האיכות והאמינות של התוכנה,
ומפחיתה את הסבירות להיתקל בבאגים קריטיים, קריסות או התנהגות בלתי צפויה.
משתמשי קצה יכולים לקבל אמון רב יותר בתוכנה וליהנות מחווית משתמש טובה יותר.
צוותי תחזוקה ותמיכה: בדיקות יחידה משמשות כרשת ביטחון לפעילויות תחזוקה ותמיכה עתידיות.
כאשר מתבצעים שינויים או עדכונים בתוכנה, בדיקות יחידה מסייעות
להבטיח שהפונקציונליות הקיימת נשארת ללא פגע.
הם מספקים יכולות בדיקת רגרסיה, המאפשרות לצוותי התחזוקה והתמיכה
לזהות במהירות אם שינויים כלשהם הביאו תופעות לוואי או רגרסיות לא מכוונות.
לסיכום, בדיקות יחידה מועילה למפתחים, צוותי QA, מנהלי פרויקטים, משתמשי קצה וצוותי תחזוקה/תמיכה.
הבדיקות משפרות את איכות התוכנה, מפחיתות באגים, משפרות את תחזוקת הקוד ותורמות להצלחתם הכוללת
של פרויקטי תוכנה.
שאלות ותשובות על בדיקות יחידה
ש: מי מבצע בדיקות יחידה?
ת: בדיקת יחידה מתבצעת בעיקר על ידי המפתחים עצמם,
מכיוון שיש להם את הידע של הקוד וההתנהגות הצפויה שלו.
עם זאת, אנשי מקצוע בתחום ה-QA וחברי צוות אחרים מעורבים גם ביצירה וביצוע של בדיקות יחידה.
ש: מה המטרה של כתיבת מקרי מבחן בבדיקות יחידה?
ת: מטרת כתיבת מבחנים מקרים בבדיקת יחידה היא להגדיר את ההתנהגות הצפויה של יחידה בודדת.
מקרי בדיקה מציינים תשומות, תפוקות צפויות וכל תנאי ספציפי שיש לאמת.
ש: מהם היתרונות של בדיקות יחידה אוטומטיות?
ת: בדיקת יחידה אוטומטית מאפשרת ביצוע חוזר של בדיקות במינימום מאמץ.
זה חוסך זמן, מבטיח בדיקות עקביות, מאפשר אינטגרציה ואספקה מתמשכת
ומאפשר משוב מהיר יותר במהלך תהליך הפיתוח.
ש: מהם כמה כלים או מסגרות נפוצות המשמשות לבדיקת יחידה?
ת: ישנם מספר כלים ומסגרות פופולריות לבדיקת יחידה זמינות,
כגון JUnit (עבור Java), NUnit (עבור .NET), pytest (עבור Python) ו-Jasmine (עבור JavaScript).
מסגרות אלו מספקות את הכלים והכלים הדרושים להגדרה וביצוע בדיקות יחידה.
ש: מה ההבדל בין בדיקת יחידה לבדיקת אינטגרציה?
ת: בדיקת יחידה מתמקדת בבדיקת יחידה בודדות בבידוד,
בעוד שבדיקת אינטגרציה כוללת בדיקת האינטראקציה בין מספר יחידות או רכיבים.
בדיקת יחידה מוודאת את נכונותן של יחידות בודדות,
בעוד שבדיקת אינטגרציה מוודאת שהיחידות פועלות בצורה נכונה ביחד.
ש: האם בדיקת יחידה יכולה להבטיח תוכנה נטולת באגים?
ת: בדיקת יחידה לבדה אינה יכולה להבטיח תוכנה נטולת באגים.
למרות שהבדיקה עוזרת לתפוס ולמנוע באגים רבים,
היא לא מכסה את כל התרחישים והאינטראקציות האפשריים.
כדי להשיג רמות גבוהות יותר של ביטחון, יש להשתמש גם בטכניקות בדיקה אחרות כגון בדיקות אינטגרציה,
בדיקות מערכות ובדיקות קבלת משתמשים.
ש: באיזו תדירות יש לבצע בדיקות יחידה?
ת: יש לבצע בדיקות יחידה לעתים קרובות,
באופן אידיאלי לאחר כל שינוי קוד או כחלק מתהליך אינטגרציה מתמשכת אוטומטית (CI).
הפעלת בדיקות יחידה באופן קבוע עוזרת לתפוס רגרסיות מוקדם ומספקת משוב בזמן למפתחים.
