Folien - Fakultät Informatik Uni Stuttgart

© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Java: Kapitel 6
Programmentwicklung in Java:
Javadoc & JUnit
Programmentwicklung WS 2008/2009
Holger Röder
[email protected]
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Überblick über Kapitel 6
„ Code-Dokumentation mit Javadoc
† Einführung in Javadoc
† Javadoc-Kommentare
† Javadoc-Tags
† Erstellung der HTML-Dokumentation
„ Unit-Tests mit dem JUnit-Framework
† Unit-Tests in Java
† JUnit am Beispiel
† Testauswertung, Vor- und Nachbereitung von Testfällen
† Ausführung von JUnit-Testfällen, Integration in Eclipse
† Mock-Objekte
2
© Holger Röder
„ Javadoc ist ein Code-Dokumentationswerkzeug, das aus speziellen
Kommentaren im Java-Code eine API-Dokumentation im HTML-Format
erzeugt.
„ Javadoc wird von Sun entwickelt und ist Bestandteil der Java SE.
„ Die offizielle Java API-Dokumentation wird mit Javadoc erstellt.
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
Javadoc
se
3
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Javadoc-Kommentierung
„ Die Informationen, die von Javadoc in die Dokumentation
aufgenommen werden sollen, müssen im Java-Quellcode als JavadocKommentare angegeben werden: /** ... */
„ Einzelne Parameter, Rückgabewerte etc. werden innerhalb dieser
Kommentare über Javadoc-Tags dokumentiert: @param, @return etc.
public class Personenliste {
/**
Javadoc* Liefert die Personen zurück, die am
Kommentar
* angegebenen Datum im Jahr Geburtstag haben.
*
Kommentar für jeden Parameter
* @param monat Geburtsmonat
der Methode
* @param tag
Geburtstag
* @return Liste der Geburtstagskinder; leere Liste, falls
*
keine Person an diesem Tag Geburtstag hat
Kommentar für
*/
Rückgabewert
public List<Person> getGeburtstagskinder(int monat, int tag) {
... // Implementierung
}
}
4
© Holger Röder
/**
* Liefert die Personen zurück, die am
* angegebenen Datum im Jahr Geburtstag haben.
*
* @param monat Geburtsmonat
* @param tag
Geburtstag
* @return Liste der Geburtstagskinder; leere Liste, falls
*
keine Person an diesem Tag Geburtstag hat
*/
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
Javadoc-Kommentierung (2)
se
5
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Übersicht: Wichtige Javadoc-Tags
Javadoc-Tag
Beschreibung
@author name-text
Adds an „Author“ entry with the specified name-text to
the generated docs when the -author option is used.
@deprecated deprecated-text
Adds a comment indicating that this API should no longer
be used (even though it may continue to work).
@exception class-name
description
The @exception tag is a synonym for @throws.
@param parameter-name
description
Adds a parameter with the specified parameter-name
followed by the specified description to the "Parameters"
section.
@return description
Adds a „Returns“ section with the description text.
@see reference
Adds a „See Also“ heading with a link or text entry that
points to reference.
@since since-text
Adds a „Since“ heading with the specified since-text to
the generated documentation.
@throws classname description
Adds a „Throws“ subheading to the generated
documentation, with the class-name and description text.
@version version-text
Adds a „Version“ subheading with the specified versiontext to the generated docs when the -version option is
used.
Quelle: Sun (http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/tooldocs/windows/javadoc.html)
6
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Erstellung der HTML-Dokumentation
„ Manuelle Ausführung von Javadoc:
javadoc [options] [packagenames] [sourcefiles] [@files]
„ Einzelne Klasse: javadoc -d apidoc Personenliste.java
„ Paket: javadoc -d apidoc pe.doctest
„ Die Aufrufe erzeugen im Zielverzeichnis apidoc
die Dokumentation für die Klasse bzw. das Paket.
Programmentwicklung
„ In Eclipse: Über Project Æ Generate Javadoc…
se
„ Javadoc generiert standardmäßig verschiedene
HTML-Dateien, Stylesheets etc. im angegebenen
Zielverzeichnis.
„ Startseite der generierten API-Dokumentation:
index.html
7
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Javadoc – Details
„ Javadoc-Kommentare können mit HTML-Tags formatiert werden:
/**
* Liefert die Personen zurück, die am <strong>angegebenen Datum
* </strong> im Jahr Geburtstag haben.<br /><br />
* Aufruf-Beispiel: <code>getGeburtstagskinder(4, 11); </code>
*/
„ Javadoc ist nicht auf die Erzeugung von HTML-Dateien beschränkt.
„ Die Verarbeitung der Javadoc-Kommentare erfolgt mit Hilfe
sogenannter Doclets. Das Standard-Doclet erzeugt die APIDokumentation im HTML-Format.
„ Es existieren aber auch Doclets für andere Ausgabeformate (XML,
DHTML, Framemaker etc.) und Anwendungszwecke (Prüfung der
Kommentare, Testfallgenerierung etc.).
„ Darüber hinaus können mit individuellen Taglets auch weitere @Tags
verarbeitet werden.
8
© Holger Röder
„ Ludewig/Lichter, 2007: Einzeltest
† Bei diesem Test werden einzelne, überschaubare
Programmeinheiten getestet, je nach verwendeter
Programmiersprache also z. B. Funktionen, Unterprogramme oder
Klassen. Er wird häufig als Unit-Test bezeichnet.
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
Unit-Tests
se
9
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Unit-Tests in Java
„ Als einzelne, überschaubare Einheiten werden in der Regel Klassen
gewählt.
„ Für jede zu testende Klasse (class under test) wird eine eigene TestKlasse erstellt, die möglichst alle (sichtbaren) Methoden der zu
testenden Klasse testet.
„ Auch für alle Sonderfälle, Ausnahmefälle und Fehlerfälle einer Klasse
oder Methode werden Tests implementiert, die diese abdecken.
„ Die Testfälle werden innerhalb einer Testumgebung durchgeführt,
anschließend werden Soll- und Ist-Ergebnisse verglichen.
„ In vielen Fällen werden Unit-Test-Frameworks eingesetzt, die die
Entwicklung von Unit-Tests erleichtern, indem sie z. B. die Testtreiber
bereitstellen.
10
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
JUnit
„ JUnit ist ein Unit-Test-Framework für Java, das ursprünglich von Kent
Beck und Erich Gamma entwickelt wurde und mittlerweile als QuasiStandard für Unit-Tests im Java-Bereich gilt.
„ Motto: „Keep the bar green to keep the code clean!“
Ein farbiger Balken fasst das Ergebnis der Testausführung zusammen:
findet der Test keine Fehler, wird der Balken grün; ein roter Balken
zeigt Fehler an.
„ Die aktuelle Version JUnit 4 setzt die Neuerungen in Java 5, wie z. B.
Annotationen, statische Importe etc., ein (und voraus).
„ http://www.junit.org
11
© Holger Röder
„ Testcode und Anwendungscode sind getrennt. Die Testfälle werden
häufig in einer separaten Klassenhierarchie strukturiert.
„ Die einzelnen Testfälle sind unabhängig voneinander, können aber
auch zusammengefasst werden.
„ Nach der Ausführung von JUnit wird das Testergebnis sofort
angezeigt (grüner bzw. roter Balken).
„ JUnit ist in viele Java-IDEs integriert.
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
Merkmale von JUnit
se
12
© Holger Röder
Winter 2008/2009
JUnit-Beispiel: Anwendungsklasse Euro
„ Die Anwendungsklasse Euro soll getestet werden.
„ Euro repräsentiert Euro-Geldbeträge als Wertobjekte.
public class Euro {
final long cents;
public Euro(double d) {
cents = Math.round(d * 100.0);
}
Programmentwicklung
public double getBetrag() {
return cents / 100.0;
}
se
public Euro addiere(Euro e) {
return new Euro(getBetrag() + e.getBetrag());
}
}
13
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
JUnit-Beispiel: Der erste Testfall
„ JUnit-Testfälle werden in „normalen“ Java-Klassen implementiert. Die
Kennzeichnung der Testmethoden geschieht über die Annotation @Test.
„ Für den Vergleich von Soll- und Ist-Resultaten existieren verschiedene
assert-Methoden, die statisch importiert werden können.
Import der JUnitAnnotation Test
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;
Statischer Import der
JUnit-assert-Methoden
public class EuroTest {
Einzelne Testfälle werden
als public-voidMethoden implementiert
und mit @Test annotiert.
@Test public void betrag() {
Euro dreiEuro = new Euro(3.0);
assertEquals("getBetrag: ",
3.0, dreiEuro.getBetrag(), 0.001);
}
}
assertEquals vergleicht Soll- und Ist-Resultat
(der letzte Parameter gibt die Toleranz bei
Gleitkommavergleichen an)
„ Die Ausführung liefert den „grünen Balken“!
14
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Soll-Ist-Vergleich: assert…()-Methoden
„ Die Klasse org.junit.Assert bietet Vergleichsmethoden, die einzeln
oder als Gesamtheit (Assert.*) statisch importiert und in Testfällen
verwendet werden können.
„ Vergleich primitiver Typen, z. B.:
† assertEquals(int expected, int actual)
† assertEquals(double expected, double actual,
double delta)
Delta als Toleranz beim Gleitkommavergleich
„ Vergleich von Objekten, z. B.:
† assertEquals(Object expected, Object actual)
Vergleich erfolgt über equals()-Methode
† assertNotNull(Object object)
„ Bedingungen, z. B.:
† assertTrue(boolean condition)
„ Alle Methoden existieren auch als Variante mit Fehlermeldung:
† assertTrue(String message, boolean condition)
15
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Vor- und Nachbereitung von Testfällen
„ Häufig sind vor oder nach der Ausführung der Testfälle bestimmte
Vorbereitungs- oder „Aufräumarbeiten“ notwendig.
„ Sollen bestimmte Methoden vor oder nach jedem Testfall ausgeführt
werden, können diese mit @Before oder @After annotiert werden.
public class EuroTest {
Wird vor jeder @Test-Methode
Euro dreiEuro;
erneut ausgeführt
@Before public void vorbereitung() {
dreiEuro = new Euro(3.0);
Wichtig: Methode muss public
void und parameterlos sein!
}
@Test public void betrag() {
assertEquals(3.0, dreiEuro.getBetrag(), 0.001);
}
@Test public void addieren() {
Euro sechsEuro = dreiEuro.addiere(dreiEuro);
assertEquals(6.0, sechsEuro.getBetrag(), 0.001);
}
}
„ Für die einmalige Ausführung von statischen Methoden vor bzw. nach
allen Testfällen in einer Testklasse existieren die Annotationen
@BeforeClass und @AfterClass.
16
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Erwartetete Ausnahmen
„ Wenn eine Ausnahme (Exception) erwartet wird, kann die erwartete
Ausnahme (bzw. ihr Class-Objekt) als Attribut expected der @TestAnnotation angegeben werden.
@Test(expected=ArithmeticException.class)
public void divisionDurchNull() {
Division durch Null: hier wird eine
int ergebnis = 3 / 0;
ArithmeticException erwartet
}
Programmentwicklung
„ Der Testfall ist erfolglos (grüner Balken), wenn eine Ausnahme auftritt;
tritt keine Ausnahme auf, ist der Test erfolgreich (roter Balken).
se
17
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Ausführung von JUnit-Testfällen
„ JUnit-Testfälle können integriert innerhalb der IDE, aber auch manuell
über die Kommandozeile ausgeführt werden.
„ Beispiel (Windows):
java -cp %JUNIT_HOME%\junit.jar;. org.junit.runner.JUnitCore
paket.Klasse
„ JUnit kann in beliebige Java-Programme eingebunden und Testfälle auf
diese Weise ausgeführt werden. Die Auswertung (und Anzeige) der
Testergebnisse muss in diesem Fall vom aufrufenden Programm
durchgeführt werden.
import org.junit.runner.JUnitCore;
Beliebige Anzahl auszuführender
import org.junit.runner.Result;
Testklassen
public class RunMyTests {
public static void main(String[] args) {
Result testResult = JUnitCore.runClasses(
EuroTest.class, NochEineTestklasse.class);
System.out.println("Fehler: " + testResult.getFailureCount());
}
}
Individuelle Auswertung
18
„ Eclipse unterstützt JUnit 4 von Haus aus. Die JUnit-Bibliothek kann
über die Project Properties eingebunden werden.
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
© Holger Röder
JUnit in Eclipse: Einbindung
se
„ Wichtig: Version 4 von JUnit einbinden!
19
„ Über Run As JUnit Test können einzelne Klassen (mit JUnit-Testfällen)
oder ganze Pakete mit Testklassen als JUnit-Test ausgeführt werden
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
© Holger Röder
JUnit in Eclipse: Ausführung
se
Beispiel: Testklasse mit insgesamt 7 Testfällen, von
denen einer (parseFehler) erfolgreich ist.
20
© Holger Röder
Winter 2008/2009
Programmentwicklung
se
Mock-Objekte
„ Häufig werden bei Unit-Tests Ressourcen benötigt, die bei der
Testausführung nicht zur Verfügung stehen, weil sie z. B. noch nicht
fertig sind oder die Anbindung zu aufwändig wäre. Typische Beispiele:
† Datenbank, Server, andere Programmkomponenten etc.
„ In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, Mock-Objekte einzusetzen.
„ Mock-Objekte sind Attrappen: sie implementieren die gleiche
Schnittstelle wie die „echten“ Objekte und können diese deshalb – für
den Test – ersetzen (und simulieren).
† In der Java API werden Schnittstellen intensiv verwendet. Die
Voraussetzungen für Mock-Objekte sind somit häufig gegeben.
„ Tests können somit unabhängig von der Verfügbarkeit der „echten“
Objekte (bzw. Infrastruktur) durchgeführt werden.
„ http://www.mockobjects.com
21
© Holger Röder
Mock-Objekte: Beispiel
«interface»
Datenbank
Programmentwicklung
Winter 2008/2009
+holePersonen(): List<Person>
se
In der Anwendung wird nur
gegen diese Schnittstelle
implementiert
MockDatenbank
SQLDatenbank
+holePersonen(): List<Person>
+holePersonen(): List<Person>
public List<Person> holePersonen() {
List<Person> liste =
new ArrayList<Person>();
Person p1 = new Person(
"Carl Coder", 27, 4550.0);
Person p2 = new Person(
"Lisa Lind", 21, 3200.0);
liste.add(p1);
liste.add(p2);
return liste;
}
Mock-Objekt: simuliert eine
Datenbank und liefert einige
“sinnvolle” Person-Objekte
zurück
public List<Person> holePersonen() {
...
Connection c = DriverManager.getConnection(
"jdbc:derby:TestDB;create=true");
Statement s = c.createStatement();
ResultSet r = s.executeQuery(
"SELECT * FROM person");
...
}
“Echter” Datenbankzugriff (für den Test
evtl. nicht verfügbar, zu teuer o.ä.)
22