Go 測試模式

用於撰寫可靠、可維護測試的完整 Go 測試模式，遵循 TDD 方法論。

何時啟用

• 撰寫新的 Go 函式或方法
• 為現有程式碼增加測試覆蓋率
• 為效能關鍵程式碼建立基準測試
• 實作輸入驗證的模糊測試
• 在 Go 專案中遵循 TDD 工作流程

Go 的 TDD 工作流程

RED-GREEN-REFACTOR 循環

RED     → 先寫失敗的測試
GREEN   → 撰寫最少程式碼使測試通過
REFACTOR → 在保持測試綠色的同時改善程式碼
REPEAT  → 繼續下一個需求

Go 中的逐步 TDD

// 步驟 1：定義介面/簽章
// calculator.go
package calculator

func Add(a, b int) int {
    panic("not implemented") // 佔位符
}

// 步驟 2：撰寫失敗測試（RED）
// calculator_test.go
package calculator

import "testing"

func TestAdd(t *testing.T) {
    got := Add(2, 3)
    want := 5
    if got != want {
        t.Errorf("Add(2, 3) = %d; want %d", got, want)
    }
}

// 步驟 3：執行測試 - 驗證失敗
// $ go test
// --- FAIL: TestAdd (0.00s)
// panic: not implemented

// 步驟 4：實作最少程式碼（GREEN）
func Add(a, b int) int {
    return a + b
}

// 步驟 5：執行測試 - 驗證通過
// $ go test
// PASS

// 步驟 6：如需要則重構，驗證測試仍然通過

表格驅動測試

Go 測試的標準模式。以最少程式碼達到完整覆蓋。

func TestAdd(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name     string
        a, b     int
        expected int
    }{
        {"positive numbers", 2, 3, 5},
        {"negative numbers", -1, -2, -3},
        {"zero values", 0, 0, 0},
        {"mixed signs", -1, 1, 0},
        {"large numbers", 1000000, 2000000, 3000000},
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got := Add(tt.a, tt.b)
            if got != tt.expected {
                t.Errorf("Add(%d, %d) = %d; want %d",
                    tt.a, tt.b, got, tt.expected)
            }
        })
    }
}

帶錯誤案例的表格驅動測試

func TestParseConfig(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name    string
        input   string
        want    *Config
        wantErr bool
    }{
        {
            name:  "valid config",
            input: `{"host": "localhost", "port": 8080}`,
            want:  &Config{Host: "localhost", Port: 8080},
        },
        {
            name:    "invalid JSON",
            input:   `{invalid}`,
            wantErr: true,
        },
        {
            name:    "empty input",
            input:   "",
            wantErr: true,
        },
        {
            name:  "minimal config",
            input: `{}`,
            want:  &Config{}, // 零值 config
        },
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got, err := ParseConfig(tt.input)

            if tt.wantErr {
                if err == nil {
                    t.Error("expected error, got nil")
                }
                return
            }

            if err != nil {
                t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
            }

            if !reflect.DeepEqual(got, tt.want) {
                t.Errorf("got %+v; want %+v", got, tt.want)
            }
        })
    }
}

子測試

組織相關測試

func TestUser(t *testing.T) {
    // 所有子測試共享的設置
    db := setupTestDB(t)

    t.Run("Create", func(t *testing.T) {
        user := &User{Name: "Alice"}
        err := db.CreateUser(user)
        if err != nil {
            t.Fatalf("CreateUser failed: %v", err)
        }
        if user.ID == "" {
            t.Error("expected user ID to be set")
        }
    })

    t.Run("Get", func(t *testing.T) {
        user, err := db.GetUser("alice-id")
        if err != nil {
            t.Fatalf("GetUser failed: %v", err)
        }
        if user.Name != "Alice" {
            t.Errorf("got name %q; want %q", user.Name, "Alice")
        }
    })

    t.Run("Update", func(t *testing.T) {
        // ...
    })

    t.Run("Delete", func(t *testing.T) {
        // ...
    })
}

並行子測試

func TestParallel(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name  string
        input string
    }{
        {"case1", "input1"},
        {"case2", "input2"},
        {"case3", "input3"},
    }

    for _, tt := range tests {
        tt := tt // 捕獲範圍變數
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            t.Parallel() // 並行執行子測試
            result := Process(tt.input)
            // 斷言...
            _ = result
        })
    }
}

測試輔助函式

輔助函式

func setupTestDB(t *testing.T) *sql.DB {
    t.Helper() // 標記為輔助函式

    db, err := sql.Open("sqlite3", ":memory:")
    if err != nil {
        t.Fatalf("failed to open database: %v", err)
    }

    // 測試結束時清理
    t.Cleanup(func() {
        db.Close()
    })

    // 執行 migrations
    if _, err := db.Exec(schema); err != nil {
        t.Fatalf("failed to create schema: %v", err)
    }

    return db
}

func assertNoError(t *testing.T, err error) {
    t.Helper()
    if err != nil {
        t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
    }
}

func assertEqual[T comparable](t *testing.T, got, want T) {
    t.Helper()
    if got != want {
        t.Errorf("got %v; want %v", got, want)
    }
}

臨時檔案和目錄

func TestFileProcessing(t *testing.T) {
    // 建立臨時目錄 - 自動清理
    tmpDir := t.TempDir()

    // 建立測試檔案
    testFile := filepath.Join(tmpDir, "test.txt")
    err := os.WriteFile(testFile, []byte("test content"), 0644)
    if err != nil {
        t.Fatalf("failed to create test file: %v", err)
    }

    // 執行測試
    result, err := ProcessFile(testFile)
    if err != nil {
        t.Fatalf("ProcessFile failed: %v", err)
    }

    // 斷言...
    _ = result
}

Golden 檔案

使用儲存在 testdata/ 中的預期輸出檔案進行測試。

var update = flag.Bool("update", false, "update golden files")

func TestRender(t *testing.T) {
    tests := []struct {
        name  string
        input Template
    }{
        {"simple", Template{Name: "test"}},
        {"complex", Template{Name: "test", Items: []string{"a", "b"}}},
    }

    for _, tt := range tests {
        t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
            got := Render(tt.input)

            golden := filepath.Join("testdata", tt.name+".golden")

            if *update {
                // 更新 golden 檔案：go test -update
                err := os.WriteFile(golden, got, 0644)
                if err != nil {
                    t.Fatalf("failed to update golden file: %v", err)
                }
            }

            want, err := os.ReadFile(golden)
            if err != nil {
                t.Fatalf("failed to read golden file: %v", err)
            }

            if !bytes.Equal(got, want) {
                t.Errorf("output mismatch:\ngot:\n%s\nwant:\n%s", got, want)
            }
        })
    }
}

使用介面 Mock

基於介面的 Mock

// 定義依賴的介面
type UserRepository interface {
    GetUser(id string) (*User, error)
    SaveUser(user *User) error
}

// 生產實作
type PostgresUserRepository struct {
    db *sql.DB
}

func (r *PostgresUserRepository) GetUser(id string) (*User, error) {
    // 實際資料庫查詢
}

// 測試用 Mock 實作
type MockUserRepository struct {
    GetUserFunc  func(id string) (*User, error)
    SaveUserFunc func(user *User) error
}

func (m *MockUserRepository) GetUser(id string) (*User, error) {
    return m.GetUserFunc(id)
}

func (m *MockUserRepository) SaveUser(user *User) error {
    return m.SaveUserFunc(user)
}

// 使用 mock 的測試
func TestUserService(t *testing.T) {
    mock := &MockUserRepository{
        GetUserFunc: func(id string) (*User, error) {
            if id == "123" {
                return &User{ID: "123", Name: "Alice"}, nil
            }
            return nil, ErrNotFound
        },
    }

    service := NewUserService(mock)

    user, err := service.GetUserProfile("123")
    if err != nil {
        t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
    }
    if user.Name != "Alice" {
        t.Errorf("got name %q; want %q", user.Name, "Alice")
    }
}

基準測試

基本基準測試

func BenchmarkProcess(b *testing.B) {
    data := generateTestData(1000)
    b.ResetTimer() // 不計算設置時間

    for i := 0; i < b.N; i++ {
        Process(data)
    }
}

// 執行：go test -bench=BenchmarkProcess -benchmem
// 輸出：BenchmarkProcess-8   10000   105234 ns/op   4096 B/op   10 allocs/op

不同大小的基準測試

func BenchmarkSort(b *testing.B) {
    sizes := []int{100, 1000, 10000, 100000}

    for _, si