测试您的应用程序

既然您已经完成了构建简单命令行应用程序的过程，那么必要的下一步就是验证它是否确实按预期运行。编写代码只是开发过程的一部分；通过测试确保其正确性同样重要，即使是像您刚刚构建的这样的小项目也不例外。可以将测试视为一次质量检查，一种确保应用程序行为可预测并产生正确结果的方式。

为什么要测试您的应用程序？

本质上，测试能帮助您在代码中找到问题，这些问题通常被称为bug。通过使用不同的输入运行应用程序，您可以查看它是否正确处理了各种情况。例如，对于命令行工具，这可能意味着：

1. 正确性： 对于有效输入，它是否产生预期输出？如果您构建了一个计算器，2 + 2 实际结果是否为 4？
2. 健壮性： 它如何处理意外或无效输入？是崩溃、给出奇怪的错误信息，还是能友善地引导用户？
3. 完整性： 它是否实现了您计划的所有功能？

及早发现错误，特别是在这些基础阶段，会比在更复杂的程序中后期发现并修复它们容易得多。

手动测试：您的初步方法

对于您当前阶段正在构建的应用程序，最直接的测试方式是手动测试。这包括您自己运行程序，并像用户一样与其交互。您将提供不同的输入并观察输出，然后将它们与您预期会发生的结果进行比较。

制定基本测试用例

为了有效测试，您需要一个计划。与其随意输入，不如思考特定的情景，或称之为测试用例，这会很有帮助。一个测试用例通常包含：

• 输入： 您将提供给应用程序的数据或命令。
• 预期结果： 应用程序对输入应该做什么或输出什么。

考虑为不同类别的输入创建测试用例：

1. 典型用法（“正常路径”）： 测试常见、预期的输入。如果是一个计算器，测试使用有效数字进行简单的加法、减法等。如果是一个任务列表，测试添加任务、查看列表，以及删除任务。这些测试确认核心功能正常运行。

   • 示例（计算器）： 输入 2 + 3，预期输出 5
   • 示例（任务列表）： 输入 add Buy milk，预期输出 任务 'Buy milk' 已添加。 （或类似的确认信息）

2. 边界条件（极端情况）： 测试处于可接受范围极限的输入。允许的最大或最小数字会发生什么？如果相关，空输入又会怎样？

   • 示例（计算器，如果存在限制）： 输入非常大的数字，输入 0。
   • 示例（任务列表）： 输入 add（不带任务描述），输入 view 当列表为空时。

3. 无效输入（错误情况）： 测试应用程序不应接受或应优雅处理的输入。如果用户在预期为数字的地方输入文本会怎样？如果他们输入了未知命令又会怎样？

   • 示例（计算器）： 输入 two + three，输入 5 / 0（除以零）。
   • 示例（任务列表）： 输入 remov Buy milk（命令拼写错误），输入 fly to the moon 这样无意义的命令。

执行测试

执行您的计划：

1. 从命令行运行您的应用程序。
2. 输入您的第一个测试用例。
3. 观察实际输出或行为。
4. 比较实际结果与预期结果。
5. 记录结果。通过还是失败了？如果失败了，记下输入、实际输出和预期输出。这些信息对调试非常有价值。
6. 对所有计划的测试用例重复上述步骤。

示例测试情景（简单计算器工具）

假设您的命令行工具是一个基本计算器，接受 add 5 3、sub 10 2 等输入。

测试用例描述	输入	预期输出	通过/失败	备注
基本加法	add 5 3	8
基本减法	sub 10 2	8
乘法	mul 6 7	42
除法	div 10 5	2 (或 2.0 取决于实现)
除以零	div 8 0	错误信息（例如，“不能除以零”）		应用程序不应崩溃
无效命令	power 2 3	错误信息（例如，“未知命令”）
非数字参数 (parameter)	add five 3	错误信息（例如，“无效数字”）
参数数量错误	add 5	错误信息（例如，“参数不正确”）
空输入	Enter	用法帮助或提示		取决于设计

测试失败时：调试

如果测试失败（实际结果与预期结果不符），您就找到了一个bug！不要气馁；这是编程的正常组成部分。下一步是调试：

1. 识别： 准确找出导致失败的输入和情况。
2. 定位： 检查代码中负责处理该输入或产生该输出的部分。如果需要，可以在代码中策略性地使用 print() 语句来查看变量在不同位置的值。
3. 修复： 修改代码以纠正逻辑错误。
4. 重新测试： 再次运行失败的测试用例以确保修复有效。重新运行其他相关测试用例也是明智之举，以确保您的修复没有引入新问题（这称为回归测试）。

展望未来：告别手动测试

手动测试是必要的，尤其是在您刚开始时。然而，随着应用程序变得越来越大、越来越复杂，每次小改动后都手动测试所有功能会变得耗时且容易出错。

在更高级的开发中，程序员会使用自动化测试。这包括编写更多代码（测试代码），这些代码会自动使用预定义的输入运行应用程序代码的一部分，并检查输出是否正确。Python 有内置库，如 unittest，以及流行的第三方库，如 pytest，专门用于此目的。虽然自动化测试不在本入门课程的讨论范围之内，但它是您在继续编程学习时会遇到的一个重要主题。

目前，认真对您的命令行工具进行手动测试将大幅提升其质量，并加深您对所学各个部分如何整合的理解。