三種最流行的Python單元測試架構unittest，nose和pytest，我該用哪一個？

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作者：資深碼農/技術寫作者，歡迎添加作者微信(slxiaozju)交流。

PART I: 前言

在進行Python程式單元測試時，測試架構的選型是一個首要的問題。面對衆多Python單元測試架構，我應該選擇哪一個？

本文将探讨這個問題。文章的結構如下。首先，介紹單元測試，架構以及測試架構的基本概念；接着，介紹三種最流行的Python單元測試架構，分别是unittest, nose和pytest；然後，介紹作者關于Python單元測試架構選型的思考和心得；最後，總結全文。

PART 2: 基本概念

在介紹具體的Python單元測試架構之前，我們先來回顧一些基本概念。

什麼是單元測試？

單元測試是軟體測試的一種類型。顧名思義，單元測試就是測試的對象是程式中的最小單元的測試。程式的最小單元可以是一個函數，一個類，也可以是函數的組合，類的組合。

單元測試是軟體測試中最低級别的測試活動，與之相對的更進階别的測試有子產品測試，內建系統和系統測試等。單元測試一般由軟體開發者而不是獨立的測試工程師完成。另外，單元測試有一個隐含的性質，那就是單元測試天然就是自動化的，單元測試屬于自動化測試。

什麼是架構？

首先，架構是一個“架子”。這個架子能夠完成領域内基礎的、重要的功能。基于這個已有的架子，我們可以将重心放在面向業務的開發上。

其次，架構也是一個“框框”。“框框”為我們設定了有形和無形的限制。所謂有形的限制，就是我們的開發工作需要符合架構的定義、與架構相容。所謂無形的限制，就是我們的開發工作需要承受架構的缺點和不足(畢竟，沒有十全十美的架構)。

什麼是測試架構？

我們知道，軟體測試分為手工測試和自動化測試。需要注意的是，一般隻有自動化測試才有架構的概念。(自動化)測試架構，需要提供自動化測試用例編寫、自動化測試用例執行、自動化測試報告生成等基礎功能。

有了測試架構，我們隻需要完成和業務高度相關的測試用例設計和實作即可。另外，架構會為我們處理好複雜度與擴充性的問題，我們無需為此操心。

有了這些概念作為支撐，我們就很容易了解什麼是Python單元測試架構了。所謂Python單元測試架構，就是面向Python程式設計語言，服務于Python單元測試的自動化測試架構。

PART 3：主流架構

Python單元測試架構有很多，我們介紹最流行的三種。

1，unittest

unittest是Python标準庫中自帶的單元測試架構。unittest有時候也被稱為PyUnit。就像JUnit是Java語言的标準單元測試架構一樣，unittest(PyUnit)則是Python語言的标準單元測試架構。

unittest支援自動化測試，測試用例的初始化和關閉，測試用例的聚合等功能。unittest有一個很重要的特性：它通過類(class)的方式，将測試用例組織在一起。

一個簡單的示例如下：

importunittest
 
class TestStringMethods(unittest.TestCase):
    def test_upper(self):
        self.assertEqual('foo'.upper(), 'FOO')
 
if__name__=='__main__':
    unittest.main()
           

執行結果：

...

---------------------              Ran1 tests in 0.000s              OK
           

需要注意的是，unittest有一個關聯子產品unittest2。但是unittest2僅适用于Python 2.4-2.6。這是因為，從Python 2.7開始，unittest增加一些新的特性。為了在老的版本Python 2.4-2.6支援這些特性，提供了unittest2這個庫。對于Python 2.7及之後的版本，unittest是唯一的。

2，nose

nose是Python的一個第三方單元測試架構。這意味着，如果要使用nose，需要先顯式安裝它：

pip install nose
           

與unittest不同的是，nose的測試用例并不限制于類。任何函數和類，隻要名稱比對一定的條件(例如，以test開頭或以test結尾等)，都會被自動識别為測試用例；并且，為了相容unittest, 所有的基于unitest編寫的測試用例，也會被nose自動識别為。

一個簡單的nose單元測試示例如下：

import nose
 
def test_example ():
    pass
 
if __name__ == '__main__':
    nose.runmodule()
           

執行結果：

...              ---------------------              Ran1 tests in 0.000s              OK
           

需要注意的是，nose已經進入維護模式，從github (https://github.com/nose-devs/

nose/commits/master)上可以看到，nose最近的一次代碼送出還是在2016年5月4日。繼承nose的是nose2，但要注意的是，nose2并不支援nose的全部功能，它們的差別可以參見：

https://nose2.readthedocs.io/en/latest/differences.html。

nose2的主要目的是擴充Python的标準單元測試庫unittest，是以它的定位是“帶插件的unittest”。nose2提供的插件，例如測試用例加載器，覆寫度報告生成器，并行測試等内置插件和第三方插件，讓單元測試變得更加完善。

3，pytest

pytest是Python另一個第三方單元測試庫。它的目的是讓單元測試變得更容易，并且也能擴充到支援應用層面複雜的功能測試。

pytest的特性有：

1）支援用簡單的assert語句實作豐富的斷言，無需複雜的self.assert*函數

2）自動識别測試子產品和測試函數

3）相容unittest和nose測試集

4）支援Python3和PyPy3

5）豐富的插件生态，已有300多個各式各樣的插件，和活躍的社群

pytest一個簡單的示例如下：

def inc(x):

    return x +1
 
def test_answer():
    assert inc(3) == 5
           

執行結果如下：​​​​​​​

$ pytest
============================= test session starts=============================
collected 1 items
test_sample.py F
================================== FAILURES===================================
_________________________________ test_answer_________________________________
    def test_answer():
>       assert inc(3)== 5
E       assert 4 == 5
E        +  where 4 = inc(3)
 
test_sample.py:5: AssertionError
========================== 1 failed in 0.04 seconds===========================
           

PART 4: 架構選型

(1) 從入門難度看，pytest/nose優于unittest

雖然unittest是Python自帶的單元測試庫，但是要上手unittest是有難度的，既需要了解testrunner, testsuite, testcase等基本概念，還需要熟悉面向對象程式設計。而pytest/nose則為我們隐藏了這些細節，因而能夠降低入門單元測試的難度。

對于有一定Python程式設計基礎的人來說，unittest是适合的；對于Python程式設計基礎較弱的人來說，nose和pytest則比較适合。另外，對比nose和pytest，一般認為pytest的入門難度更低。

(2) 同為第三方庫，pytest的生态優于nose/nose2

我們知道，nose已經進入了維護模式，取代者是nose2。相比nose2，pytest的生态無疑更具優勢，社群的活躍度也更高。

例如，在github上，截止現在，pytest的STAR數量是4229，而nose2的STAR數量是558；pytest的送出數量是10384，而nose2的送出數量是917。最重要的，pytest的插件數量是300多個，遠高于nose2的20多個插件。

如果隻需要基本的插件，那麼nose和pytest都是适合的；如果追求單元測試更豐富的插件，那麼pytest更适合。

(3) 從通用性角度看，pytest優于unittest和nose

與unittest/nose不同的是，pytest不僅能用于單元測試，還能用于更進階别的，面向應用的功能測試。是以，如果需要進行更進階别的測試，則适合采用Pytest。

PART 5: 總結

在進行Python程式測試時，測試架構的選型是一個重要的問題。衆多測試架構之間，我到底應該選擇哪一個？

本文對比了unittest，nose和pytest這三種最流行的Python單元測試測試，指出了各個架構的特點，指出了在不同場景和不同需求下，哪一種架構更适合。當然，本文的分析還是比較初步的，在實際中，還需要結合具體情況深入分析後再做決定。

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