如何为前端编写单元测试？从这篇入门指南开始学习！

前言

对于现在的前端工程，一个标准完整的项目，通常情况单元测试是非常必要的。但很多时候我们只是完成了项目而忽略了项目测试。我认为其中一个很大的原因是很多人对单元测试认知不够，因此我写了这边文章，一方面期望通过这篇文章让你对单元测试有一个初步认识。另一个方面希望通过代码示例，让你掌握写单元测试实践能力。

前端为什么需要单元测试？

必要性：JavaScript 缺少类型检查，编译期间无法定位到错误，单元测试可以帮助你测试多种异常情况。

正确性：测试可以验证代码的正确性，在上线前做到心里有底。

自动化：通过 console 虽然可以打印出内部信息，但是这是一次性的事情，下次测试还需要从头来过，效率不能得到保证。通过编写测试用例，可以做到一次编写，多次运行。

保证重构：互联网行业产品迭代速度很快，迭代后必然存在代码重构的过程，那怎么才能保证重构后代码的质量呢？有测试用例做后盾，就可以大胆的进行重构。

现状

下面是一份抽样调查片段，抽样依据如下：

向 200 名相关者发出在线问卷调查，其中 70 人回答了问卷中的问题，前端人数占 81.16%，如果你有兴趣的话，也可以帮我填一下调查问卷 (https://www.wjx.cn/vm/Ombu9q1.aspx)

数据收集日期：2021.09.21—2021.10.08

目标群体：所有开发人员

组织规模：不到 50 人，50 到 100人， 100人以上

你执行过 JavaScript 单元测试吗？

调查中的另一个有趣的见解是，在大型组织中单元测试更受欢迎。其中一个原因可能是，由于大型组织需要处理大规模的产品，以及频繁的功能迭代吧。这种持续的迭代方式，迫使他们进行自动化测试的投入。更具体地说，单元测试有助于增强产品的整体质量。

另外，报告显示超 80% 人认为单元测试可以有效的提高质量，超 60% 人使用过 Jest 去编写前端单元测试，超 40% 的人认为单元测试覆盖率是重要的且覆盖率应该大于 80%。

常见单元测试工具

目前用的最多的前端单元测试框架主要有 Mocha (https://mochajs.cn/)、Jest (https://www.jestjs.cn/)，但我推荐你使用 Jest，因为 Jest 和 Mocha 相比，无论从 github starts & issues 量，npm下载量相比，都有明显优势。

github stars 以及 npm 下载量的实时数据，参见：jest vs mocha (https://www.npmtrends.com/jest-vs-mocha) 截图日期为 2021.11.25

Github stars & issues

npm 下载量

Jest 的下载量较大，一部分原因是因为 create-react-app 脚手架默认内置了 Jest, 而大部分 react 项目都是用它生成的。

从 github starts & issues 以及 npm 下载量角度来看，Jest 的关注度更高，社区也更活跃

框架对比

Mocha 生态好，但是需要较多的配置来实现高扩展性

Jest 开箱即用

比如对 sum 函数写用例

./sum.js

function sum(a, b) {
  return a + b;
}

module.exports = sum;

Mocha + Chai 方式

Mocha 需要引入 chai 或则其他断言库去断言, 如果你需要查看覆盖率报告你还需要安装 nyc 或者其他覆盖率工具

./test/sum.test.js

const { expect, assert } = require('chai');
const sum = require('../sum');

describe('sum', function() {
  it('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
    assert(sum(1, 2) === 3);
  });
});

Jest 方式

Jest 默认支持断言，同时默认支持覆盖率测试

./test/sum.test.js

const sum = require('./sum');

describe('sum function test', () => {
  it('sum(1, 2) === 3', () => {
    expect(sum(1, 2)).toBe(3);
  });
  
  // 这里 test 和 it 没有明显区别，it 是指: it should xxx, test 是指 test xxx
  test('sum(1, 2) === 3', () => {
    expect(sum(1, 2)).toBe(3);
  });
})

可见无论是受欢迎度和写法上，Jest 都有很大的优势，因此推荐你使用开箱即用的 Jest

如何开始？

1.安装依赖

npm install --save-dev jest

2.简单的例子

首先，创建一个 sum.js 文件

./sum.js

function sum(a, b) {
  return a + b;
}

module.exports = sum;

创建一个名为 sum.test.js 的文件，这个文件包含了实际测试内容：

./test/sum.test.js

const sum = require('../sum');

test('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
  expect(sum(1, 2)).toBe(3);
});

将下面的配置部分添加到你的 package.json 里面

{
  "scripts": {
    "test": "jest"
  },
}

运行 npm run test ，jest 将打印下面这个消息

3.不支持部分 ES6 语法

nodejs 采用的是 CommonJS 的模块化规范，使用 require 引入模块；而 import 是 ES6 的模块化规范关键字。想要使用 import，必须引入 babel 转义支持，通过 babel 进行编译，使其变成 node 的模块化代码

如以下文件改写成 ES6 写法后，运行 npm run test将会报错

./sum.js

export function sum(a, b) {
  return a + b;
}

./test/sum.test.js

import { sum } from '../sum';

test('adds 1 + 2 to equal 3', () => {
  expect(sum(1, 2)).toBe(3);
});

为了能使用这些新特性，我们就需要使用 babel 把 ES6 转成 ES5 语法

解决办法

安装依赖

npm install --save-dev @babel/core @babel/preset-env

根目录加入.babelrc

{   "presets": ["@babel/preset-env"] }

再次运行 npm run test ，问题解决

原理

jest 运行时内部先执行( jest-babel )，检测是否安装 babel-core，然后取 .babelrc 中的配置运行测试之前结合 babel 先把测试用例代码转换一遍然后再进行测试

4.测试 ts 文件

jest 需要借助 .babelrc 去解析 TypeScript 文件再进行测试

安装依赖

npm install --save-dev @babel/preset-typescript

**改写 **.babelrc

{   "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-typescript"] }

为了解决编辑器对 jest 断言方法的类型报错，如 test、expect 的报错，你还需要安装

npm install --save-dev @types/jest

./get.ts

/**
 * 访问嵌套对象，避免代码中出现类似 user && user.personalInfo ? user.personalInfo.name : null 的代码
 */
export function get<T>(object: any, path: Array<number | string>, defaultValue?: T) : T {
  const result = path.reduce((obj, key) => obj !== undefined ? obj[key] : undefined, object);

  return result !== undefined ? result : defaultValue;
}

./test/get.test.ts

import { get } from './get';

test('测试嵌套对象存在的可枚举属性 line1', () => {
  expect(get({
    id: 101,
    email: 'jack@dev.com',
    personalInfo: {
      name: 'Jack',
      address: {
        line1: 'westwish st',
        line2: 'washmasher',
        city: 'wallas',
        state: 'WX'
      }
    }
  }, ['personalInfo', 'address', 'line1'])).toBe('westwish st');
});

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运行 npm run test

5.持续监听

为了提高效率，可以通过加启动参数的方式让 jest 持续监听文件的修改，而不需要每次修改完再重新执行测试用例

改写 package.json

"scripts": {     "test": "jest --watchAll"   },

效果

5.生成测试覆盖率报告

什么是单元测试覆盖率？

单元测试覆盖率是一种软件测试的度量指标，指在所有功能代码中，完成了单元测试的代码所占的比例。有很多自动化测试框架工具可以提供这一统计数据，其中最基础的计算方式为：

单元测试覆盖率 = 被测代码行数 / 参测代码总行数 * 100%

如何生成？

加入 jest.config.js 文件

module.exports = {
  // 是否显示覆盖率报告
  collectCoverage: true,
  // 告诉 jest 哪些文件需要经过单元测试测试
  collectCoverageFrom: ['get.ts', 'sum.ts', 'src/utils/**/*'],
}

再次运行效果

参数解读

设置单元测试覆盖率阀值

个人认为既然在项目中集成了单元测试，那么非常有必要关注单元测试的质量，而覆盖率则一定程度上客观的反映了单测的质量，同时我们还可以通过设置单元测试阀值的方式提示用户是否达到了预期质量。

jest.config.js 文件

module.exports = {
  collectCoverage: true, // 是否显示覆盖率报告
  collectCoverageFrom: ['get.ts', 'sum.ts', 'src/utils/**/*'], // 告诉 jest 哪些文件需要经过单元测试测试
  coverageThreshold: {
    global: {
      statements: 90, // 保证每个语句都执行了
      functions: 90, // 保证每个函数都调用了
      branches: 90, // 保证每个 if 等分支代码都执行了
    },
  },

上述阀值要求我们的测试用例足够充分，如果我们的用例没有足够充分，则下面的报错将会帮助你去完善

6.如何编写单元测试

下面我们以 fetchEnv 方法作为案例，编写一套完整的单元测试用例供读者参考

编写 fetchEnv 方法

./src/utils/fetchEnv.ts 文件

/**
 * 环境参数枚举
 */
 enum IEnvEnum {
  DEV = 'dev', // 开发
  TEST = 'test', // 测试
  PRE = 'pre', // 预发
  PROD = 'prod', // 生产
}

/**
 * 根据链接获取当前环境参数
 * @param {string?} url 资源链接
 * @returns {IEnvEnum} 环境参数
 */
export function fetchEnv(url: string): IEnvEnum {
  const envs = [IEnvEnum.DEV, IEnvEnum.TEST, IEnvEnum.PRE];

  return envs.find((env) => url.includes(env)) || IEnvEnum.PROD;
}

编写对应的单元测试

./test/fetchEnv.test.ts 文件

import { fetchEnv } from '../src/utils/fetchEnv';

describe('fetchEnv', () => {
  it ('判断是否 dev 环境', () => {
    expect(fetchEnv('https://www.imooc.dev.com/')).toBe('dev');
  });

  it ('判断是否 test 环境', () => {
    expect(fetchEnv('https://www.imooc.test.com/')).toBe('test');
  });

  it ('判断是否 pre 环境', () => {
    expect(fetchEnv('https://www.imooc.pre.com/')).toBe('pre');
  });

  it ('判断是否 prod 环境', () => {
    expect(fetchEnv('https://www.imooc.prod.com/')).toBe('prod');
  });

  it ('判断是否 prod 环境', () => {
    expect(fetchEnv('https://www.imooc.com/')).toBe('prod');
  });
});

执行结果

7.常用断言方法

关于断言方法有很多，这里仅摘出常用方法，如果你想了解更多，你可以去 Jest 官网 API (https://www.jestjs.cn/docs/expect) 部分查看

.not 修饰符允许你测试结果不等于某个值的情况

./test/sum.test.js

import { sum } from './sum';

test('sum(2, 4) 不等于 5', () => {
  expect(sum(2, 4)).not.toBe(5);
})

./src/utils/userInfo.js

export const getUserInfo = () => {
  return {
    name: 'moji',
    age: 24,
  }
}

./test/userInfo.test.js

import { getUserInfo }  from '../src/userInfo.js';

test('getUserInfo()返回的对象深度相等', () => {
  expect(getUserInfo()).toEqual(getUserInfo());
})

test('getUserInfo()返回的对象内存地址不同', () => {
  expect(getUserInfo()).not.toBe(getUserInfo());
})

.toHaveLength 可以很方便的用来测试字符串和数组类型的长度是否满足预期

./src/utils/getIntArray.js

export const getIntArray = (num) => {
  if (!Number.isInteger(num)) {
    throw Error('"getIntArray"只接受整数类型的参数');
  }
  
  return [...new Array(num).keys()];
};

./test/getIntArray.test.js

./test/getIntArray.test.js
import { getIntArray }  from '../src/utils/getIntArray';

test('getIntArray(3)返回的数组长度应该为3', () => {
  expect(getIntArray(3)).toHaveLength(3);
})

.toThorw 能够让我们测试被测试方法是否按照预期抛出异常

但是需要注意的是：我们必须使用一个函数将被测试的函数做一个包装，正如下面 getIntArrayWrapFn 所做的那样，否则会因为函数抛出错误导致该断言失败。

./test/getIntArray.test.js

import { getIntArray }  from '../src/utils/getIntArray';

test('getIntArray(3.3)应该抛出错误', () => {
  function getIntArrayWrapFn() {
    getIntArray(3.3);
  }
  
  expect(getIntArrayWrapFn).toThrow('"getIntArray"只接受整数类型的参数');
})

.toMatch 传入一个正则表达式，它允许我们来进行字符串类型的正则匹配

./test/userInfo.test.js

import { getUserInfo }  from '../src/utils/userInfo.js';

test("getUserInfo().name 应该包含'mo'", () => {
  expect(getUserInfo().name).toMatch(/mo/i);
})

测试异步函数

./servers/fetchUser.js

/** 
 * 获取用户信息
*/
export const fetchUser = () => {
  return new Promise((resole) => {
    setTimeout(() => {
      resole({
        name: 'moji',
        age: 24,
      })
    }, 2000)
  })
}

./test/fetchUser.test.js

import { fetchUser } from '../src/fetchUser';

test('fetchUser() 可以请求到一个用户名字为 moji', async () => {
  const data =  await fetchUser();

  expect(data.name).toBe('moji')
})

这里你可能看到这样一条报错

这是因为 @babel/preset-env 不支持 async await 导致的，这时候就需要对 babel 配置进行增强，可以安装 @babel/plugin-transform-runtime 这个插件解决

npm install --save-dev @babel/plugin-transform-runtime

同时改写 .babelrc

{
  "presets": ["@babel/preset-env", "@babel/preset-typescript"],
  "plugins": ["@babel/plugin-transform-runtime"]
}

再次运行就不会出现报错了

.toContain 匹配对象中是否包含

./test/toContain.test.js

const names = ['liam', 'jim', 'bart'];

test('匹配对象是否包含', () => {
  expect(names).toContain('jim');
})

检查一些特殊的值（null，undefined 和 boolean）

toBeNull 仅匹配 null
toBeUndefined 仅匹配 undefined
toBeDefined 与…相反 toBeUndefined
toBeTruthy 匹配 if 语句视为 true 的任何内容
toBeFalsy 匹配 if 语句视为 false 的任何内容

检查数字类型（number）
toBeGreaterThan 大于
toBeGreaterThanOrEqual 至少（大于等于）
toBeLessThan 小于
toBeLessThanOrEqual 最多（小于等于）
toBeCloseTo 用来匹配浮点数（带小数点的相等）