Perl 測試模式

Perl 測試模式 是做什麼的？

全面的 Perl 應用程式測試策略，使用 Test2::V0、Test::More、prove 和 TDD 方法論。

啟用時機

• 編寫新的 Perl 程式碼（遵循 TDD：紅、綠、重構）
• 為 Perl 模組或應用程式設計測試套件
• 審查 Perl 測試覆蓋率
• 設定 Perl 測試基礎設施
• 從 Test::More 遷移至 Test2::V0
• 除錯失敗的 Perl 測試

TDD 工作流程

始終遵循紅-綠-重構（RED-GREEN-REFACTOR）循環。

# 步驟 1：紅 — 編寫一個失敗的測試
# t/unit/calculator.t
use v5.36;
use Test2::V0;

use lib 'lib';
use Calculator;

subtest 'addition' => sub {
    my $calc = Calculator->new;
    is($calc->add(2, 3), 5, 'adds two numbers');
    is($calc->add(-1, 1), 0, 'handles negatives');
};

done_testing;

# 步驟 2：綠 — 編寫最簡實作
# lib/Calculator.pm
package Calculator;
use v5.36;
use Moo;

sub add($self, $a, $b) {
    return $a + $b;
}

1;

# 步驟 3：重構 — 在測試保持通過的同時進行改善
# 執行：prove -lv t/unit/calculator.t

Test::More 基礎知識

標準的 Perl 測試模組 — 廣泛使用，隨核心分發。

基本斷言

use v5.36;
use Test::More;

# 預先計畫或使用 done_testing
# plan tests => 5;  # 固定計畫（可選）

# 相等性
is($result, 42, 'returns correct value');
isnt($result, 0, 'not zero');

# 布林值
ok($user->is_active, 'user is active');
ok(!$user->is_banned, 'user is not banned');

# 深度比較
is_deeply(
    $got,
    { name => 'Alice', roles => ['admin'] },
    'returns expected structure'
);

# 模式匹配
like($error, qr/not found/i, 'error mentions not found');
unlike($output, qr/password/, 'output hides password');

# 型別檢查
isa_ok($obj, 'MyApp::User');
can_ok($obj, 'save', 'delete');

done_testing;

SKIP 和 TODO

use v5.36;
use Test::More;

# 條件性跳過測試
SKIP: {
    skip 'No database configured', 2 unless $ENV{TEST_DB};

    my $db = connect_db();
    ok($db->ping, 'database is reachable');
    is($db->version, '15', 'correct PostgreSQL version');
}

# 標記預期失敗
TODO: {
    local $TODO = 'Caching not yet implemented';
    is($cache->get('key'), 'value', 'cache returns value');
}

done_testing;

Test2::V0 現代框架

Test2::V0 是 Test::More 的現代替代品 — 更豐富的斷言、更好的診斷資訊和可擴充性。

為什麼選擇 Test2？

• 使用 hash/array 建構器的卓越深度比較
• 失敗時更佳的診斷輸出
• 子測試具有更清晰的範圍
• 可透過 Test2::Tools::* 外掛擴充
• 與 Test::More 測試向後相容

使用建構器的深度比較

use v5.36;
use Test2::V0;

# Hash 建構器 — 檢查部分結構
is(
    $user->to_hash,
    hash {
        field name  => 'Alice';
        field email => match(qr/\@example\.com$/);
        field age   => validator(sub { $_ >= 18 });
        # 忽略其他欄位
        etc();
    },
    'user has expected fields'
);

# Array 建構器
is(
    $result,
    array {
        item 'first';
        item match(qr/^second/);
        item DNE();  # 不存在 — 驗證沒有多餘項目
    },
    'result matches expected list'
);

# Bag — 順序無關的比較
is(
    $tags,
    bag {
        item 'perl';
        item 'testing';
        item 'tdd';
    },
    'has all required tags regardless of order'
);

子測試

use v5.36;
use Test2::V0;

subtest 'User creation' => sub {
    my $user = User->new(name => 'Alice', email => '[email protected]');
    ok($user, 'user object created');
    is($user->name, 'Alice', 'name is set');
    is($user->email, '[email protected]', 'email is set');
};

subtest 'User validation' => sub {
    my $warnings = warns {
        User->new(name => '', email => 'bad');
    };
    ok($warnings, 'warns on invalid data');
};

done_testing;

使用 Test2 的例外測試

use v5.36;
use Test2::V0;

# 測試程式碼是否會死亡
like(
    dies { divide(10, 0) },
    qr/Division by zero/,
    'dies on division by zero'
);

# 測試程式碼是否存活
ok(lives { divide(10, 2) }, 'division succeeds') or note($@);

# 組合模式
subtest 'error handling' => sub {
    ok(lives { parse_config('valid.json') }, 'valid config parses');
    like(
        dies { parse_config('missing.json') },
        qr/Cannot open/,
        'missing file dies with message'
    );
};

done_testing;

測試組織和 prove

目錄結構

t/
├── 00-load.t              # 驗證模組可編譯
├── 01-basic.t             # 核心功能
├── unit/
│   ├── config.t           # 按模組劃分的單元測試
│   ├── user.t
│   └── util.t
├── integration/
│   ├── database.t
│   └── api.t
├── lib/
│   └── TestHelper.pm      # 共享測試工具
└── fixtures/
    ├── config.json        # 測試資料檔案
    └── users.csv

prove 指令

# 執行所有測試
prove -l t/

# 詳細輸出
prove -lv t/

# 執行特定測試
prove -lv t/unit/user.t

# 遞迴搜尋
prove -lr t/

# 並行執行（8 個任務）
prove -lr -j8 t/

# 僅執行上次執行中失敗的測試
prove -l --state=failed t/

# 彩色輸出並顯示計時
prove -l --color --timer t/

# 為 CI 產生 TAP 輸出
prove -l --formatter TAP::Formatter::JUnit t/ > results.xml

.proverc 配置

-l
--color
--timer
-r
-j4
--state=save

Fixtures 與 SetUp/Teardown

子測試隔離

use v5.36;
use Test2::V0;
use File::Temp qw(tempdir);
use Path::Tiny;

subtest 'file processing' => sub {
    # 設定
    my $dir = tempdir(CLEANUP => 1);
    my $file = path($dir, 'input.txt');
    $file->spew_utf8("line1\nline2\nline3\n");

    # 測試
    my $result = process_file("$file");
    is($result->{line_count}, 3, 'counts lines');

    # Teardown 自動發生 (CLEANUP => 1)
};

共享測試輔助程式

將可重複使用的輔助程式放在 t/lib/TestHelper.pm 中，並使用 use lib 't/lib' 載入。透過 Exporter 匯出工廠函式，如 create_test_db()、create_temp_dir() 和 fixture_path()。

模擬

Test::MockModule

use v5.36;
use Test2::V0;
use Test::MockModule;

subtest 'mock external API' => sub {
    my $mock = Test::MockModule->new('MyApp::API');

    # 好作法：模擬回傳受控資料
    $mock->mock(fetch_user => sub ($self, $id) {
        return { id => $id, name => 'Mock User', email => '[email protected]' };
    });

    my $api = MyApp::API->new;
    my $user = $api->fetch_user(42);
    is($user->{name}, 'Mock User', 'returns mocked user');

    # 驗證呼叫次數
    my $call_count = 0;
    $mock->mock(fetch_user => sub { $call_count++; return {} });
    $api->fetch_user(1);
    $api->fetch_user(2);
    is($call_count, 2, 'fetch_user called twice');

    # 當 $mock 離開作用域時，模擬會自動復原
};

# 壞作法：沒有復原的猴子修補
# *MyApp::API::fetch_user = sub { ... };  # 絕對不要 — 會洩漏到跨測試

對於輕量的模擬物件，請使用 Test::MockObject 來建立可注入的測試替身，搭配 ->mock() 方法，並使用 ->called_ok() 驗證呼叫。

使用 Devel::Cover 的覆蓋率

執行覆蓋率

# 基本覆蓋率報告
cover -test

# 或逐步執行
perl -MDevel::Cover -Ilib t/unit/user.t
cover

# HTML 報告
cover -report html
open cover_db/coverage.html

# 特定臨界值
cover -test -report text | grep 'Total'

# CI 友好：低於臨界值則失敗
cover -test && cover -report text -select '^lib/' \
  | perl -ne 'if (/Total.*?(\d+\.\d+)/) { exit 1 if $1 < 80 }'

整合測試

對資料庫測試使用記憶體中的 SQLite，對 API 測試模擬 HTTP::Tiny。

use v5.36;
use Test2::V0;
use DBI;

subtest 'database integration' => sub {
    my $dbh = DBI->connect('dbi:SQLite:dbname=:memory:', '', '', {
        RaiseError => 1,
    });
    $dbh->do('CREATE TABLE users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT)');

    $dbh->prepare('INSERT INTO users (name) VALUES (?)')->execute('Alice');
    my $row = $dbh->selectrow_hashref('SELECT * FROM users WHERE name = ?', undef, 'Alice');
    is($row->{name}, 'Alice', 'inserted and retrieved user');
};

done_testing;

最佳實踐

應做的事

• 遵循 TDD：在實作之前編寫測試（紅-綠-重構）
• 使用 Test2::V0：現代化的斷言，更好的診斷
• 使用子測試：將相關斷言分組，隔離狀態
• 模擬外部依賴：網路、資料庫、檔案系統
• 使用 prove -l：始終將 lib/ 包含在 @INC 中
• 為測試清楚命名：'user login with invalid password fails'
• 測試邊界案例：空字串、undef、零、邊界值
• 目標 80% 以上的覆蓋率：專注於業務邏輯路徑
• 保持測試快速：模擬 I/O，使用記憶體資料庫

不應做的事

• 不要測試實作：測試行為和輸出，而非內部實作
• 不要在子測試之間共享狀態：每個子測試應獨立
• 不要跳過 done_testing：確保所有計畫的測試都已執行
• 不要過度模擬：只模擬邊界，不模擬被測試的程式碼
• 新專案不要使用 Test::More：優先選用 Test2::V0
• 不要忽略測試失敗：所有測試必須在合併前通過
• 不要測試 CPAN 模組：相信函式庫能正常工作
• 不要編寫脆弱的測試：避免過於特定的字串匹配

快速參考

任務	指令 / 模式
執行所有測試	prove -lr t/
詳細執行一個測試	prove -lv t/unit/user.t
並行測試執行	prove -lr -j8 t/
覆蓋率報告	cover -test && cover -report html
測試相等性	is($got, $expected, 'label')
深度比較	is($got, hash { field k => 'v'; etc() }, 'label')
測試例外	like(dies { ... }, qr/msg/, 'label')
測試無例外	ok(lives { ... }, 'label')
模擬一個方法	Test::MockModule->new('Pkg')->mock(m => sub { ... })
跳過測試	SKIP: { skip 'reason', $count unless $cond; ... }
TODO 測試	TODO: { local $TODO = 'reason'; ... }

常見陷阱

忘記 done_testing

# 壞作法：測試檔案執行了，但未驗證所有測試都已執行
use Test2::V0;
is(1, 1, 'works');
# 缺少 done_testing — 如果測試程式碼被跳過，會產生靜默錯誤

# 好作法：始終以 done_testing 結尾
use Test2::V0;
is(1, 1, 'works');
done_testing;

缺少 -l 旗標

# 壞作法：找不到 lib/ 中的模組
prove t/unit/user.t
# Can't locate MyApp/User.pm in @INC

# 好作法：在 @INC 中包含 lib/
prove -l t/unit/user.t

過度模擬

模擬依賴項，而非被測試的程式碼。如果你的測試只驗證了模擬回傳了你告訴它的內容，那麼這個測試沒有任何意義。

測試污染

在子測試中使用 my 變數 — 永遠不要用 our — 以防止狀態在測試之間洩漏。

記住：測試是你的安全網。讓它們保持快速、專注且獨立。對新專案使用 Test2::V0，使用 prove 執行測試，並使用 Devel::Cover 來確保負責。