我们如何使用随机性的单元测试函数？

Question

我对使用随机性的单元测试功能的最佳实践技术(如果有的话)感兴趣.要明确的是，我是，而不是，负责测试随机数生成器的分布。

作为一个玩具示例，让我们考虑一下这个函数：

// Returns a random element from @array. @array may not be empty.
int GetRandomElement(int[] array);

this question的答案表明，我们可以注入一个模拟的随机性源，这是有意义的。但我不确定我该怎么用模拟。例如，让我们假设我们有这个接口：

// A mock-friendly source of randomness.
interface RandomnessSource {
  // Returns a random int between @min (inclusive) and @max (exclusive).
  int RandomInt(int min, int max);
}

...And将GetRandomElement()的签名更改为：

// Returns a random element from @array, chosen with @randomness_source.
// @array may not be empty.
int GetRandomElement(int[] array, RandomnessSource randomness_source);

好吧，现在一个测试看起来是：

MockRandomnessSource mock = new MockRandomnessSource();
mock.ExpectCall(RandomnessSource::RandomInt(0, 5)).Return(2);
AssertEquals(GetRandomElement({0, 10, 20, 30, 40}, mock), 20);

...which可以正常工作，但只有在实现如下所示的情况下才能工作：

// A fairly intuitive implementation.
int GetRandomElement(int[] array, RandomnessSource randomness_source) {
  // Pick a random number between [0..n), where @n is the @array's legnth.
  return array.Get(randomness_source.RandomInt(0, array.Length()));
}

...But函数规范中的任何内容都不能阻止这样的实现：

// Less intuitive, but still a conforming implementation.
int GetRandomElement(int[] array, RandomnessSource randomness_source) {
  // Pick a random number between [1..n+1), only to subtract 1 from it.
  return array.Get(randomness_source.RandomInt(1, array.Length() + 1) - 1);
}

一个突然想到的想法是，我们可能会进一步限制函数的契约，如下所示：

// Returns a random element from @array, chosen with @randomness_source by
// by calling @RandomnessSource::RandomInt to pick a random index between
// 0 and the length of @array.
int GetRandomElement(int[] array, RandomnessSource randomness_source);

...But --我无法完全克服这样的印象，即这给函数契约带来了太大的限制。

我还怀疑，可能有更好的方法来定义接口RandomnessSource，使其调用者更容易接受单元测试，但我不太确定是什么/如何。

...Which给我带来了一个问题:使用随机性的单元测试功能的最佳实践技术(如果有的话)是什么？

Answer 1

通常你不想对“随机性”进行单元测试。单元测试主要用于确定预期的输入是否会给出预期的输出。非常有定义和结构。您希望单元测试是非常可预测的，并且每次运行测试时都以相同的方式运行。

如果你真的想测试它，那么问题就变成了你到底想要如何测试它？如果两个测试之间的结果是不同的，会发生什么情况？如何定义成功的测试和失败的测试？

在通常的单元测试中，这些问题都更加明显，因为这些测试的结果非常清楚，而且事先定义得很清楚。