在软件开发领域中，测试是确保质量与可靠性的必要环节。俗话说得好“工欲善其事，必先利其器”，测试工具越简单、用户友好度越高，开发者编写测试的意愿度就越高。
为了满足大家的测试需求，MoonBit 标准库最近引入了 inspect 函数，我们也称之为 expect 测试，它可以帮助程序员快速编写测试。
相比于 OCaml 和 Rust，MoonBit 提供了更加简洁高效的测试体验。我们的测试工具不仅操作简便，而且无需任何外部依赖，支持开箱即用，简化了测试流程。
这里简单介绍一下 MoonBit：
MoonBit 是国内首个工业级编程语言及其配套工具链（https://www.moonbitlang.cn/）
是由粤港澳大湾区数字经济研究院（福田）基础软件中心打造的AI原生的编程语言以及开发者平台。MoonBit自2022年10月推出以来，通过创新框架在程序语言界形成后发优势，已在编译速度、运行速度和程序体积上取得了显著的优势。MoonBit 平台的出现不仅仅作为一种编程语言，更提供一个完整的开发工具链，包括 IDE、编译器、构建系统、包管理器等。
接下来，让我们进一步了解 inspect 函数的使用。
忽略掉与位置相关的参数后，inspect 函数签名为：
pub fn inspect(obj : Show, ~content: String = "")
这里 obj 是任意一个实现 Show 接口的对象，~content 是一个可选参数，表示我们所期望的 obj 转化为字符串后的内容。听起来有点绕？让我们先来看看 inspect 的基本用法：
01 基本用法
首先，让我们使用 moon new hello 创建一个新项目
此时项目的目录结构如下：
.
├── README.md
├── lib
│ ├── hello.mbt
│ ├── hello_test.mbt
│ └── moon.pkg.json
├── main
│ ├── main.mbt
│ └── moon.pkg.json
├── moon.mod.json
打开 lib/hello_test.mbt，将内容替换为：
fn matrix(c: Char, n: Int) -> String {
let mut m = ""
for i = 0; i < n; i = i + 1 {
for j = 0; j < n; j = j + 1 {
m = m + c.to_string()
}
m += "\n"
}
m
}
这里，matrix 函数接受一个字符 c 和整数 n 作为参数，生成一个 n * n 大小的字符矩阵。
接下来，添加如下内容：
test {
inspect(matrix('🤣', 3))?
}
打开终端，执行 moon test 命令可以观察到类似如下输出：
Diff:
----
🤣🤣🤣
🤣🤣🤣
🤣🤣🤣
----
这里的输出展示了 matrix 函数的实际输出和 ~content 参数的差异，执行 moon test -u 或者 moon test --update 可以观察到 lib/hello_test.mbt文件中的测试块被自动更新成：
test {
inspect(matrix('🤣', 3), ~content=
#|🤣🤣🤣
#|🤣🤣🤣
#|🤣🤣🤣
#|
)?
}
让我们再把 n 改成 4，然后执行 moon test -u 可以观察到测试块被自动更新成：
test {
inspect(matrix('🤣', 4), ~content=
#|🤣🤣🤣🤣
#|🤣🤣🤣🤣
#|🤣🤣🤣🤣
#|🤣🤣🤣🤣
#|
)?
}
02 稍微复杂的例子
一般来说，写完一个函数后，我们需要为其编写一些单元测试。最简单的是断言测试，MoonBit 标准库中提供了 @assertion.assert_eq 函数，用于判断两个值是否相等。对于上述例子来说测试编写相对容易，因为我们可以轻易预测输出结果是什么。
接下来让我们看一个稍微复杂一点的例子：如何测试计算斐波那契数列第 n 项的函数。
首先在 lib 目录下新建一个 fib.mbt 的文件，然后粘贴如下内容：
fn fib(n : Int) -> Int {
match n {
0 => 0
1 => 1
_ => fib(n - 1) + fib(n - 2)
}
}
我们需要一些测试来验证我们的实现是否正确。如果用断言测试，那么编写测试的流程是什么呢？假设我们想测试输入为 10 时 fib的结果，我们会写下类似如下的代码：
test {
@assertion.assert_eq(fib(10), ???)?
}
当我们写下这个测试的时候，会立即遇到一个问题，我们并不知道 assert_eq 中右侧的期望值应该是什么。我们可以自己在纸上计算，或者找一份斐波那契数列参考列表、或者执行我们自己实现的 fib 函数。总之，不论用什么方法，我们需要得到 fib(10) 的期望值是 55，才能完成一个测试用例的编写。
此时 lib/fib.mbt 文件内容应为：
fn fib(n : Int) -> Int {
match n {
0 => 0
1 => 1
_ => fib(n - 1) + fib(n - 2)
}
}
test {
@assertion.assert_eq(fib(10), 55)?
}
然后执行 moon test 可以观察到如下输出：
Total tests: 2, passed: 2, failed: 0.
大家可以感受到，这里的反馈周期是很长的。通常来说，用这种方法编写测试并不是很愉悦。
对于 fib 这个例子我们可以相对容易找到一个正确的值作为参考。然而，大多数情况下，我们想测试的函数并没有其他“真值表”作为参考。我们需要做的是给这个函数提供输入，然后观察其输出是否符合我们的期望。这种模式比较常见，但其他工具链很少提供支持。因此，我们的 MoonBit 工具链提供了对这一测试模式的一等支持。通过使用 inspect 函数，我们只需要提供输入，而不需要提供期望值。
接下来，让我们用 inspect 函数编写输入分别为 8，9，10 时的测试用例，此时 lib/fib.mbt 文件的内容如下：
fn fib(n : Int) -> Int {
match n {
0 => 0
1 => 1
_ => fib(n - 1) + fib(n - 2)
}
}
test {
@assertion.assert_eq(fib(10), 55)?
}
test {
inspect(fib(8))?
}
test {
inspect(fib(9))?
}
test {
inspect(fib(10))?
}
通过执行：
moon test
可以观察到实际输出与 inspect 函数中 ~content的差异：
$ moon test
test username/hello/lib/fib.mbt::0 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:10:3-10:18
Diff:
----
21
----
test username/hello/lib/fib.mbt::1 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:14:3-14:18
Diff:
----
34
----
test username/hello/lib/fib.mbt::2 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:18:3-18:19
Diff:
----
55
----
接下来，我们的工作变成了检查这个输出是否正确，如果确信这些输出是正确的，通过执行 moon test -u，在 lib/fib.mbt 文件中对应的测试块会被自动更新成：
test {
inspect(fib(8), ~content="21")?
}
test {
inspect(fib(9), ~content="34")?
}
test {
inspect(fib(10), ~content="55")?
}
通过这种编写测试然后立即获取反馈的模式，能够极大提升编写测试的愉悦感。
接下来，让我们来看一个修改函数行为导致输出变化的例子。
例如，我们现在想让 fib 的第一项从 1 而不是从 0 开始，首先我们将 fib 函数中的 0 => 0 修改为 0 => 1：
fn fib(n : Int) -> Int {
match n {
然后执行 moon test 可以看到 expect test 自动为我们展示了前后差异：
$ moon test
test username/hello/lib/fib.mbt::0 failed: FAILED:path/to/lib/fib.mbt:10:3-10:36 `89 == 55`
test username/hello/lib/fib.mbt::1 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:14:3-14:33
Diff:
----
2134
----
test username/hello/lib/fib.mbt::2 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:18:3-18:33
Diff:
----
3455
----
test username/hello/lib/fib.mbt::3 failed
expect test failed at path/to/lib/fib.mbt:22:3-22:34
Diff:
----
5589
----
Total tests: 5, passed: 1, failed: 4.
这里的输出结果发生了位移，符合期望，我们大概率可以确定输出是对的。于是通过执行 moon test -u 自动更新测试结果。
等等！为什么自动更新后，还有一个测试用例失败了呢？
Total tests: 5, passed: 4, failed: 1.
这是因为我们忘记了修改断言测试，与 expect 测试不同，断言测试并不会自动更新。我们需要手动将断言测试对应的测试块修改为：
test {
@assertion.assert_eq(fib(10), 89)?
}
从这个例子也能看出来，expect 测试是可以与断言测试协同工作的。
重新执行 moon test，可以看到全部测试都通过了。
Total tests: 5, passed: 5, failed: 0.
想象一下，如果我们之前有数百个断言测试，修改起来将会非常麻烦。通过使用 expect 测试，可以让我们从枯燥的更新工作中解脱出来。
以上，我们通过两个例子展示了它们如何通过编写测试并获得即时反馈，显著提升测试效率的能力。
我们鼓励你尝试使用 MoonBit 的 expect 测试，体验其在实际应用中的便利和高效。
推荐阅读：
https://blog.janestreet.com/the-joy-of-expect-tests/
你还可以了解更多内容：
- 如何开始使用 MoonBit
- 详细的 MoonBit 文档
- 添加微信小助手moonbit_helper，加入 MoonBit 用户群。
- MoonBit 标准库现已开源，查看指南了解如何进行贡献。
