什麽是單元測試？
“單元測試”通常又被稱為(wèi)“白盒測試”，這些概念雖然在測試對象和(hé)方法的(de)定義上，業內(nèi)可(kě)能存在略有差異的(de)理(lǐ)解方式，但它們并沒有本質的(de)區别。單元測試，就是對軟件中最小可(kě)測單元或單元之間的(de)邏輯關系所做(zuò)的(de)測試和(hé)驗證。比如(rú)對C/C++代碼中的(de)一(yī)個函數、類或是少數函數組成的(de)一(yī)個集合，抑或是一(yī)個小的(de)功能模塊的(de)測試，通常都可(kě)以歸為(wèi)單元測試的(de)範疇。
單元測試通過為(wèi)被測單元設計輸入參數，并驗證其執行後的(de)輸出值、關聯值或執行過程來驗證被測對象的(de)堅固性（魯棒性）和(hé)正确性。堅固性取決于被測單元在各種類型或極端輸入條件下運行正常與否；正确性則是通過判定代碼的(de)運行邏輯是否符合原本的(de)設計需求來驗證。單元測試的(de)效果依賴于測試用例，也就是外部輸入參數是否合理(lǐ)、充分，而這些輸入參數主要需要測試人員根據被測單元的(de)業務邏輯需求來設計，所以并不存在萬能的(de)“銀子(zǐ)彈”代替所有單元測試的(de)工作。
• 對單個函數的(de)單元測試。根據函數的(de)設計需求，來設計輸入值、樁函數和(hé)全局變量等相關的(de)外部輸入條件，在測試執行完成後判定實際的(de)輸出值是否符合預定的(de)期望值，以此作為(wèi)單元測試用例通過與否的(de)依據。如(rú)下圖所示：
• 對多個單元的(de)測試，也可(kě)以理(lǐ)解為(wèi)單元之間的(de)集成測試，因為(wèi)其測試對象仍然集中于底層函數級别，也是單元測試工作中常見的(de)測試場景。對多個單元的(de)測試可(kě)以驗證多個單元連續調用執行之後的(de)輸出值，也可(kě)以用來測試多個單元之間的(de)相互依賴邏輯。
為(wèi)什麽要做(zuò)單元測試?
因為(wèi)傳統的(de)系統功能測試（又稱“黑盒測試”），由于系統集成後的(de)複雜性，在有限的(de)時間內(nèi)無法充分地(dì)對軟件內(nèi)部的(de)分支、模塊及模塊之間的(de)錯誤進行檢測，并且由于系統測試階段的(de)bug所需的(de)修複成本往往較高(gāo)，所以對于要求高(gāo)可(kě)靠性和(hé)安全性的(de)系統，軟件的(de)測試需要“左移”到項目研發的(de)更早期，對底層的(de)代碼行、函數、類、子(zǐ)模塊進行驗證，以實現對軟件更早、更徹底地(dì)測試。另外，由于早期bug的(de)修複相對容易，項目整體研發成本也得以降低(dī) – 這也就是單元測試初衷。
換言之，單元測試的(de)目的(de)就是為(wèi)了在系統集成之前根據下層需求測試函數或子(zǐ)模塊的(de)bug，以減輕後期系統集成測試的(de)壓力，最終實現對軟件更徹底地(dì)測試，提高(gāo)質量并降低(dī)成本。
殊途同歸，關于功能安全ASIL, SIL認證标準，如(rú)ISO 26262, IEC 61508, EN 50128, IEC 62304, 或是GJB-5000A等标準明确要求了軟件的(de)研發過程中需要進行單元測試，其出發點也正是為(wèi)了通過強制要求更底層的(de)測試以規避測試不充分可(kě)能導緻的(de)安全風險，保證汽車、工業、軌道(dào)交通、醫療器械和(hé)國防軍工等各類事故容忍度極低(dī)的(de)系統的(de)安全可(kě)靠。
難點和(hé)挑戰
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單元測試耗時耗力。準備測試環境、編寫驅動代碼、設計測試用例、執行結果判定、測試用例的(de)管理(lǐ)、回歸和(hé)覆蓋率分析等每一(yī)步都需要繁瑣的(de)工作，對于一(yī)個包含幾百甚至幾千乃至上萬個函數單元的(de)工程來說，人工方式嚴格完成單元測試所需要的(de)工作量不亞于整個軟件的(de)開發工作
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下層需求文檔和(hé)測試經驗的(de)缺失形成了單元測試實施的(de)門檻。函數級的(de)設計需求文檔不足或不規範的(de)情況，在曆史遺留項目中是非常常見的(de)，單元測試全憑少數的(de)測試人員通過解讀代碼來進行會造成測試工作舉步維艱
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嵌入式軟件的(de)單元測試因為(wèi)關系到交叉編譯過程，以及對目标機的(de)兼容，準備測試環境和(hé)執行測試用例會更加困難
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海量的(de)單元測試用例庫的(de)變更分析、回歸執行和(hé)複用，對測試用例的(de)管理(lǐ)方式有很高(gāo)的(de)要求
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單元測試的(de)覆蓋率統計幾乎不可(kě)能通過人工方式完成
解決方案
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使用VectorCAST自(zì)動生成的(de)單元測試環境，原生态支持絕大部分主流上位機環境編譯器和(hé)嵌入式交叉編譯器，避免對代碼大幅修改或重構、甚至為(wèi)了測試變更編譯器
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VectorCAST支持業界領先的(de)智能、自(zì)動地(dì)批量生成單元測試用例，通常可(kě)達50%-80%甚至更高(gāo)的(de)測試覆蓋率
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自(zì)動解析代碼結構，提供便捷、多樣化的(de)圖形化測試設計平台，極大簡化單元測試用例設計工作
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有機管理(lǐ)單元測試用例，讓測試用例的(de)協作、維護和(hé)複用變得非常容易
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VectorCAST提供豐富的(de)第三方集成，無縫集成開發過程上下遊的(de)研發工具鏈和(hé)管理(lǐ)平台，如(rú)需求管理(lǐ)、持續集成、模型開發和(hé)靜态分析工具等
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真正的(de)嵌入式的(de)單元測試，測試用例無縫集成到嵌入式目标闆或模拟器上運行
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多種報告形式，滿足單元測試不同的(de)使用場景和(hé)第三方認證審計需求
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