非零基础自学Golang

第15章 Go命令行工具

15.5 代码测试(test)

15.5.2 基准测试

基准测试提供可自定义的计时器和一套基准测试算法，能方便快速地分析一段代码可能存在的CPU性能和内存分配问题。

类似于单元测试，使用者无须准备高精度的计时器和各种分析工具，基准测试本身即可打印出非常标准的测试报告。

基准测试的使用也有一套书写规范，使用“Benchmark”为前缀，后面加上需要测试的函数名，并使用*testing.B作为函数参数，如下所示。

func BenchmarkFunc(b ＊testing.B) {
 	b.ResetTimer()
 	for idx := 0; idx < b.N; idx++ {
 		// 要测试的代码
 	}
 	b.StopTimer()
}

有些测试代码需要一定的初始化时间，如果从Benchmark()函数开始计时，很大程度上会影响测试结果的精准性。

testing.B提供了可以方便地控制计时器的一系列方法，从而让计时器只在需要的区间进行测试。ResetTimer()表示重置计时器，StopTimer()表示停止计时，需要精准测试的代码只需要放到这两个函数中间即可。

其中b.N表示必须循环b.N次，b.N这个数字会在运行中调整，以便最终达到合适的时间消耗，方便计算出合理的数据。

通过基准测试，我们能够知道使用哪种编码方式会让程序的运行效率最高。

举个例子，针对字符串拼接这个场景，有非常多的实现方式，比如使用标准库中的fmt.Sprintf、使用字符串连接符“+”直接相加、使用BytesBuf方式等。

想要知道哪种方式才是性能最优的选择，可以用基准测试来判断。

[动手写 15.5.3]

package main

import (
	"bytes"
	"fmt"
	"strconv"
	"strings"
	"testing"
)

const Num = 10000

func BenchmarkSprintf(b *testing.B) {

	b.ResetTimer()
	for idx := 0; idx < b.N; idx++ {
		var str string
		for i := 0; i < Num; i++ {
			str = fmt.Sprintf("%s%d", str, i)
		}
	}

	b.StopTimer()
}

func BenchmarkStringBuilder(b *testing.B) {

	b.ResetTimer()
	for idx := 0; idx < b.N; idx ++ {

		var builder strings.Builder
		for i := 0; i < Num; i++ {
			builder.WriteString(strconv.Itoa(i))
		}

		_ = builder.String()
	}

	b.StopTimer()
}

func BenchmarkBytesBuf(b *testing.B) {

	b.ResetTimer()
	for idx := 0; idx < b.N; idx++ {

		var buf bytes.Buffer
		for i := 0; i < Num; i++ {
			buf.WriteString(strconv.Itoa(i))
		}
		_ = buf.String()
	}

	b.StopTimer()
}

func BenchmarkStringAdd(b *testing.B) {

	b.ResetTimer()
	for idx := 0; idx < b.N; idx++ {

		var str string
		for i := 0; i < Num; i++ {

			str += strconv.Itoa(i)
		}
	}
	b.StopTimer()
}

动手写15.5.3分别针对几种不同的字符串连接方式进行基准测试，使用for循环连接10000个数字。

运行go test -bench=.就可以获取结果。

OK，改一下

注意 -bench=. 这几个全挨着写，别想当然的打空格，亲测

可以发现，使用StringBuilder和BytesBuf这两种字符串连接的效率最优，而使用Sprintf连接的效率最差。

15.5.3 覆盖率测试

覆盖率测试用于统计通过运行程序包的测试有多少代码得到了执行。如果执行测试代码有70％的语句得到了运行，则测试覆盖率为70％。

使用-cover参数就可以对源码文件进行覆盖率测试。

go test -cover xxx.go

例如，我们有如下Level函数需要进行测试，Level函数根据不同的分数进行不同的评级。

[ 动手写15.5.4]

package main

func Level(point int) string {
   switch {
   case point < 60:
      return "不及格"
   case point < 70:
      return "及格"
   case point < 80:
      return "良"
   case point < 100:
      return "优秀"
   default:
      return "数据出错"
   }
}

针对动手写15.5.4，我们编写如下测试代码，分别测试分数为20、65、75时，程序是否运行正确。

func TestLevel(t *testing.T) {

   input := []int{20, 65, 75}
   expected := []string{"不及格", "及格", "良好"}

   for i := 0; i < len(input); i++ {

      ret := Level(input[i])
      if ret != expected[i] {
         t.Errorf("input is %d , the expected is %s , the actual %s", input[i], expected[i], ret)
      }
   }
}

动手写15.5.5中，由于只测试了“不及格”“及格”“良”这三种情况的数据，而“优秀”和“数据出错”这两种情况未测试到，因此覆盖率约为66%。运行结果如下：

没毛病，测试覆盖率 和我们预计的 一样