همه ما معمولاً هر چیزی را پس از پایان کار آزمایش می‌کنیم؛ اما آیا این روش بهترین رویکرد است؟ توسعه تست محور یا TDD می گوید نه! روش Test-Driven Development، آنطور که خواهیم دید نه صرفاً یک متد تست که روشی هوشمندانه برای تفکر در باب توسعه نرمافزار است.
توسعه تست محور یا Test-Driven Development، یک روش توسعه نرمافزار است که به نوشتن تست پیش از توسعه فیچر یا ویژگی مورد نظر تمرکز دارد. روش TDD با بهره‌گیری از چرخه‌های کوتاه و تکرارپذیر نه‌تنها از درستی کدنویسی‌ها اطمینان حاصل کرده بلکه به تکامل بهتر طراحی و معماری محصول نیز کمک میکند.
در این مطلب می‌بینیم روش TDD چطور کار میکند، کجا مفید و کجا غیر کاربردی است و البته اینکه چطور می‌توانید آن را در پروژه‌های خود پیاده کنید.
توسعه تست محور چیست؟
توسعه تست محور یا TDD به شیوه خاصی از برنامه‌نویسی اشاره دارد که در آن سه فعالیت مشخص به شکلی عمیق درهم‌تنیده‌اند: کدنویسی، تست و طراحی.
توسعه مبتنی بر تست با نوشتن تستهایی آغاز میشود که رفتار مورد نظر نرمافزار را تشریح می‌کنند؛ از این طریق، روش TDD شما را وادار میکند پیش از نوشتن کد به این فکر کنید که کدی که می‌نویسید باید چه عملی را ممکن کند.
برخلاف سوءتفاهم‌های رایج، TDD فقط درباره تست کردن نیست، بلکه راهی بهینه برای طراحی بهتر، «اشکال‌زدایی یا Debugging» سریعتر و کاهش غافلگیری‌ها در مسیر توسعه محصول است.
توسعه تست محور - که به آن توسعه مبتنی بر تست - به‌عنوان یکی از بهترین روشهای توسعه چابک نرم افزار، به‌مرور زمان شما را فرزتر، کم‌ایرادتر و در نتیجه بهینه‌تر میکند؛ اما دقیقاً چگونه؟
پیادهسازی: تشریح گام‌به‌گام سه فاز TDD
توسعه تست محور، شبیه به نقشه‌کشی و برنامه‌ریزی پیش از ساختن یک ساختمان است؛ پیش از آنکه شروع به کدنویسی کنید باید مکث کرده و این سؤال ساده اما کلیدی را از خود بپرسید: «این کد باید چه نقشی ایفا کند؟» سپس تستی بنویسید که آن را اجرایی کند.
پس از شکست خوردن تست - از آنجایی که هنوز کدی برای آن وجود ندارد، تست قطعاً شکست میخورد - باید کدی بنویسید که تست را قبول شود. سپس باید این کد - بدون تغییر در رفتار آن - بازسازی شود.
روش TDD معمولاً یک چرخه سه بخشی تحت عنوان «قرمز - سبز - بازسازی» را دنبال میکند:
۱. مرحله قرمز / Red
در این مرحله تستی می‌نویسیم که قطعاً شکست میخورد، چون هنوز کدی برای عبور از آن وجود ندارد. هدف این است که انتظار رفتاری را دقیق تعریف کنیم.
فرض کنید می‌خواهیم تابعی بنویسیم که بررسی کند ورودی یک آدرس ایمیل معتبر است یا نه.
اولین تست را برای حالت ساده می‌نویسیم:
def test_valid_email():
assert is_valid_email("user@example.com") == True
از آنجا که تابع is_valid_email هنوز وجود ندارد، اجرای تست باعث شکست (Failed) میشود.
۲. مرحله سبز / Green
حالا حداقل کدی را می‌نویسیم که همین تست را پاس کند.
در این مرحله از شرایط پیچیده چشم‌پوشی می‌کنیم و ساده‌ترین راه‌حل ممکن را می‌نویسیم.
def is_valid_email(email):
return email == "user@example.com"
اجرای تست حالا موفق خواهد شد؛ ولی مشخص است که این کد فعلاً فقط یک حالت خاص را پوشش میدهد.
۳. اضافه کردن تست‌های شکست‌خورده جدید
قبل از «بازسازی» واقعی، باید رفتار را کامل کنیم. تست‌های جدیدی می‌نویسیم:
def test_invalid_email_without_at():
assert is_valid_email("userexample.com") == False
def test_empty_email():
assert is_valid_email("") == False
الان اجرای تستها باعث شکست دوباره میشود، پس دوباره وارد مرحله سبز می‌شویم.
۴. سبز دوباره
کدی می‌نویسیم که همه تستها را پاس کند:
def is_valid_email(email):
return bool(re.match(r"^[\w\.-]+@[\w\.-]+\.\w+$", email))
حالا همه تستها پاس میشوند.
۵. بازسازی / Refactor
اگر کد طولانی شده یا قطعات تکراری داشت، آن را بهینه می‌کنیم؛ در این مثال شاید نیازی به بهینهسازی چندانی نباشد، ولی می‌توانیم نام مناسب برای متغیرها، استفاده از ثابت‌ها و اضافه کردن Docstring را انجام دهیم.
EMAIL_PATTERN = r"^[\w\.-]+@[\w\.-]+\.\w+$"
def is_valid_email(email):
"""Check if the given email is in a valid format."""
return bool(re.match(EMAIL_PATTERN, email))
تمام تستها بعد از بازسازی همچنان باید سبز بمانند.
این چرخه باید برای هر رفتار کوچک کد تکرار شود:
نوشتن تست ← اجرای تست (شکست) ← نوشتن حداقل کد ← اجرای تست (موفقیت) ← بازسازی ← تکرار
این مدل نسبت به مثال عدد زوج/فرد، هم واقع‌گرایانه‌تر است و هم نشان میدهد که TDD فقط یک پاس اولیه نیست، بلکه افزودن تدریجی تستها و تکمیل رفتار است.
چه زمانی باید از TDD بهره گرفت؟
-
در یک پروژه نو: بهترین نقطه برای شروع توسعه مبتنی بر تست؛ در یک پروژه جدید می‌توانید از همان ابتدا Codebase خود را با شفافیت بالا شکل دهید.
-
فیچر نو در پروژه‌های موجود: برای مثال اضافه کردن یک «محاسبه‌گر تخفیف» در یک اپلیکیشن ایکامرسی. در چنین موقعیتی باید تستهایی برای حالت‌های خاص مانند قیمت‌های منفی یا تخفیف‌های بزرگ ایجاد کنید.
-
کد موروثی: میتوان از TDD در کدبیس‌های قدیمی هم استفاده کرد؛ منطق‌های تست‌نشده را در لایه‌هایی قرار دهید که امکان تستکردن داشته باشند.
چالش‌های رایج در اجرای TDD و راه‌حل‌ها
توسعه مبتنی بر تست همان‌قدر که روشی قدرتمند و اثرگذار است، می‌تواند دردسرساز و چالش‌برانگیز نیز باشد. در این بخش به سه چالش رایج در پیادهسازی این روش و راهکارهای آن می‌پردازیم:
-
نوشتن تست‌های زیادی پیچیده
نوشتن تست‌های زیادی بزرگ و پیچیده باعث میشود تا درک و حفظ آنها سخت باشد؛ این امر باعث میشود تستها آسیب‌پذیر باشند و با تغییر کد به مشکل بخورند.
راهکار آن ساده است: همیشه تستها را ساده و متمرکز نگه دارید؛ یک تست برای یک رفتار.
-
جدی نگرفتن تستها
برخی از تیم‌ها کدنویسی را به تست‌نویسی ارجح می‌دانند و به تستها به چشم یک گزینه انتخابی یا کاری اضافی نگاه می‌کنند.
راهکار: نام این روش را فراموش نکنید! «توسعه مبتنی بر آزمون» میزان اهمیت تستها را نشان میدهد. از نامگذاری‌های شفاف و توصیفی استفاده کنید و با تستها مانند کدها برخورد کنید.
-
فرسودگی TDD
نوشتن تست‌های پیاپی می‌تواند بسیار تکراری و خسته‌کننده شود، مخصوصاً اگر تیم تحت فشار باشد.
راهکار: تست کردن را به یک عادت تیمی بدل کنید. با استفاده از کدنویسی دو نفره، حجم کار را به بخش‌های خردتر تقسیم کنید.
تفاوت روش TDD با روشهای تست سنتی
در تست سنتی، ابتدا کد نوشته میشود و بعداً تستها اضافه میشوند - که معمولاً باعث نادیده گرفتن برخی موارد میشود. در TDD این روند برعکس است: ابتدا تست نوشته میشود و همین باعث تولید کدی تمیزتر و قابل اعتمادتر میشود.
«توسعه مبتنی بر رفتار یا Behavior-Driven Development»، یک قدم جلوتر می‌رود و روی رفتار کاربر تمرکز دارد. در این روش، نتایج مورد انتظار با زبان طبیعی مانند: «با فرض اینکه... وقتی... سپس...» بیان میشوند.
TDD برای منطق‌های کد سطح پایین مناسب است. BDD برای هماهنگی بین تیم‌های فنی و تجاری عالی عمل میکند. در بسیاری از پروژه‌ها، ترکیب این دو روش - TDD برای برنامه‌نویسان و BDD برای تیم‌های محصول - بهترین نتیجه را میدهد.
بهترین شیوه‌ها در پیادهسازی TDD
برای اجرای مؤثر TDD، باید به سادگی، نظم و ابزارهای مناسب متعهد باشید.
-
کد قابل تست بنویسید: توابع کوچک با ورودی و خروجی مشخص ایجاد کنید. از وابستگی‌های تنگاتنگ خودداری کنید. از «تزریق وابستگی/Dependency Injection» برای جایگزینی سرویس‌های واقعی با ماک‌ها استفاده کنید.
-
کوچک شروع کنید و سریع تکرار کنید: سعی نکنید از ابتدا همه چیز کامل باشد. تست‌های ساده بنویسید و به مرور گسترش دهید. چرخه Red-Green-Refactor را با دقت دنبال کنید.
-
CI/CD را از ابتدا وارد کنید: تستها را وارد فرآیند «ادغام مداوم/Continuous Integration» و «تحویل مداوم/Continuous Deployment» کنید تا باگها زودتر شناسایی شوند.
-
فریم‌ورک‌های محبوب:
-
JUnit برای Java
-
Pytest برای Python
-
Mocha و Jest برای JavaScript
-
RSpec برای Ruby
-
Mocks و Stubs: از کتابخانه‌هایی مثل Mockito ،Sinon یا unittest.mock برای جداسازی واحدها و شبیه‌سازی وابستگی‌ها استفاده کنید.
-
پشتیبانی IDE: ابزارهایی مانند VS Code ،IntelliJ IDEA یا PyCharm امکانات داخلی برای اجرای تست، نمایش «پوشش تست/Test Coverage» و پیشنهاد تست دارند که کار با TDD را آسان‌تر می‌کنند.
در نهایت، موفقیت در TDD نیاز به عادت‌سازی، فرهنگ تیمی و ابزار مناسب دارد؛ پس هر سه را جدی بگیرید.
تفاوت ATDD و TDD
«توسعه تست محور پذیرش/Acceptance Test-Driven Development» و TDD رویکردهایی مشابه برای تست‌نویسی در توسعه نرم‌افزارند، اما در سطح کاربرد و هدف‌گذاری با هم تفاوت دارند.
TDD / توسعه تست محور:
-
تمرکز بر نوشتن آزمون واحد برای قطعات کوچک کد قبل از نوشتن خود کد است.
-
روند کار به این صورت است: نوشتن آزمایش ⬅ نوشتن کد برای عبور از آزمایش ⬅ بازسازی.
-
TDD بیشتر توسط توسعهدهندگان استفاده میشود تا مطمئن شوند کد به‌درستی عمل میکند و در طول زمان صحیح باقی می‌ماند.
ATDD / توسعه تست محور پذیرش:
ATDD یک سطح بالاتر از TDD عمل میکند. در این روش، یک تیم کامل (شامل مالک محصول، کارشناس تست و توسعهدهندگان) با هم‌فکری یکدیگر معیارهای پذیرش را پیش از توسعه مشخص می‌کنند.
-
تمرکز بر نوشتن آزمایش‌های پذیرش است که مشخص می‌کنند آیا نرمافزار نیازها و اهداف کسب‌وکار را برآورده میکند یا نه.
-
این آزمایش‌ها به‌طور مشترک توسط توسعهدهندگان، تست‌کنندگان و ذی‌نفعان کسب‌وکار نوشته میشود.
-
روند کار به این صورت است: نوشتن آزمایش‌های پذیرش ⬅ نوشتن کد برای عبور از این آزمایش‌ها ⬅ بازسازی.
-
ATDD اطمینان میدهد که نرمافزار نیازهای واقعی کاربران یا ذی‌نفعان را برآورده میکند.
مثال 1: «وقتی کاربر ایمیل و رمز عبور معتبر وارد میکند، باید به داشبورد هدایت شود.»
مثال 2: «کاربری که وارد سیستم شده و کوپن دارد، باید تخفیف را در مرحله پرداخت ببیند.»
خلاصه تفاوت:
-
ATDD = آیا داریم چیز درستی می‌سازیم؟
(کمک میکند مطمئن شویم داریم چیز درستی می‌سازیم.)
-
TDD = آیا داریم درست می‌سازیم؟
(کمک میکند آن را به‌درستی بسازیم.)
ترکیب این دو رویکرد در تیم‌های حرفه‌ای، منجر به محصولی با کیفیت فنی بالا و ارزش واقعی برای کاربر میشود.
چه زمانی از TDD استفاده نکنیم؟
در حالی که توسعه تست محور مزایای زیادی دارد، اما در همه موقعیت‌ها و برای تمامی پروژه‌ها مناسب نیست:
-
کد آزمایشی، اسکریپت‌های یک‌بار مصرف، اسپایک‌ها:
توسعه مبتنی بر آزمون در پروژه‌های ساختاریافته و بلندمدت بهترین عملکرد را دارد؛ اما اگر روی یک آزمایش، پروتوتایپ سریع یا اسکریپت یک‌بار مصرف کار می‌کنید، نوشتن تست ممکن است اولویت نداشته باشد. در این موارد، ممکن است هنوز ساختار نهایی کد را ندانید و نوشتن تستها می‌تواند به‌طور غیرضروری سرعت شما را کاهش دهد.
-
پروژه‌هایی که در آن سرعت از ساختار موقتی مهم‌تر است:
گاهی اوقات نیاز به حرکت سریع دارید، مانند زمانی که باید فیچر جدیدی را سریع راه‌اندازی کنید یا به یک مهلت فشرده برسید. در این موارد، نوشتن کد و استقرار سریع ممکن است از نوشتن تستها اولویت داشته باشد.
-
وقتی تیم شما هنوز آموزش ندیده است:
اگر تیم شما با Test-Driven Development آشنا نیست یا تجربه کافی ندارد، مجبور کردن تیم به استفاده از آن می‌تواند منجر به کیفیت پایین تستها، سوءتفاهم‌ها و ناامیدی شود. بهتر است به‌تدریج با آموزش و تمرین، آشنایی با TDD را افزایش دهید تا اینکه از همان ابتدا به آن وارد شوید.
در این موارد، باید رویکرد عملی داشته باشید. TDD یک ابزار است؛ از آن زمانی استفاده کنید که ارزش افزوده داشته باشد، اما زمانی که مناسب نیست، مجبور نیستید آن را به کار بگیرید.
جمع‌بندی: توسعه تست محور یک مدل فکری است، نه یک متد صرف
توسعه مبتنی بر تست بیشتر از یک تکنیک کدنویسی است؛ این یک طرز فکر است. TDD تنها نوشتن تست قبل از کد نیست - بلکه نوشتن نرمافزار بهتر و قابل نگهداری‌تر از همان ابتدا است. با خلق نگرشی متفاوت و طراحی کد با تستها، شما بر آنچه که نرمافزار باید انجام دهد تمرکز می‌کنید نه اینکه چطور آن را اجرا کنید؛ شما باید Test-Driven Development را به‌عنوان یک طرز فکر بپذیرید، نه فقط یک فرایند.
|
«مدیریت محصول، نقشه راهی‌ست بین نیاز کاربران و توانایی تیم. در اجیلیتی، آموزش مدیریت محصول با نگاهی به چالش‌ها و فرصت‌های بازار ایران ارائه میشود.» |