Exceptions raised during renaming in rotating file handlers are now passed to handleE...
[python.git] / Lib / test / README
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1 +++++++++++++++++++++++++++++++
2 Writing Python Regression Tests
3 +++++++++++++++++++++++++++++++
5 :Author: Skip Montanaro
6 :Contact: skip@mojam.com
8 Introduction
9 ============
11 If you add a new module to Python or modify the functionality of an existing
12 module, you should write one or more test cases to exercise that new
13 functionality.  There are different ways to do this within the regression
14 testing facility provided with Python; any particular test should use only
15 one of these options.  Each option requires writing a test module using the
16 conventions of the selected option:
18     - PyUnit_ based tests
19     - doctest_ based tests
20     - "traditional" Python test modules
22 Regardless of the mechanics of the testing approach you choose,
23 you will be writing unit tests (isolated tests of functions and objects
24 defined by the module) using white box techniques.  Unlike black box
25 testing, where you only have the external interfaces to guide your test case
26 writing, in white box testing you can see the code being tested and tailor
27 your test cases to exercise it more completely.  In particular, you will be
28 able to refer to the C and Python code in the CVS repository when writing
29 your regression test cases.
31 .. _PyUnit:
32 .. _unittest: http://www.python.org/doc/current/lib/module-unittest.html
33 .. _doctest: http://www.python.org/doc/current/lib/module-doctest.html
35 PyUnit based tests
36 ------------------
37 The PyUnit_ framework is based on the ideas of unit testing as espoused
38 by Kent Beck and the `Extreme Programming`_ (XP) movement.  The specific
39 interface provided by the framework is tightly based on the JUnit_
40 Java implementation of Beck's original SmallTalk test framework.  Please
41 see the documentation of the unittest_ module for detailed information on
42 the interface and general guidelines on writing PyUnit based tests.
44 The test_support helper module provides two functions for use by
45 PyUnit based tests in the Python regression testing framework:
47 - ``run_unittest()`` takes a ``unittest.TestCase`` derived class as a
48   parameter and runs the tests defined in that class
49    
50 - ``run_suite()`` takes a populated ``TestSuite`` instance and runs the
51   tests
52    
53 ``run_suite()`` is preferred because unittest files typically grow multiple
54 test classes, and you might as well be prepared.
56 All test methods in the Python regression framework have names that
57 start with "``test_``" and use lower-case names with words separated with
58 underscores.
60 Test methods should *not* have docstrings!  The unittest module prints
61 the docstring if there is one, but otherwise prints the function name
62 and the full class name.  When there's a problem with a test, the
63 latter information makes it easier to find the source for the test
64 than the docstring.
66 All PyUnit-based tests in the Python test suite use boilerplate that
67 looks like this (with minor variations)::
69     import unittest
70     from test import test_support
72     class MyTestCase1(unittest.TestCase):
74         # Define setUp and tearDown only if needed
76         def setUp(self):
77             unittest.TestCase.setUp(self)
78             ... additional initialization...
80         def tearDown(self):
81             ... additional finalization...
82             unittest.TestCase.tearDown(self)
84         def test_feature_one(self):
85             # Testing feature one
86             ...unit test for feature one...
88         def test_feature_two(self):
89             # Testing feature two
90             ...unit test for feature two...
92         ...etc...
94     class MyTestCase2(unittest.TestCase):
95         ...same structure as MyTestCase1...
97     ...etc...
99     def test_main():
100         suite = unittest.TestSuite()
101         suite.addTest(unittest.makeSuite(MyTestCase1))
102         suite.addTest(unittest.makeSuite(MyTestCase2))
103         ...add more suites...
104         test_support.run_suite(suite)
106     if __name__ == "__main__":
107         test_main()
109 This has the advantage that it allows the unittest module to be used
110 as a script to run individual tests as well as working well with the
111 regrtest framework.
113 .. _Extreme Programming: http://www.extremeprogramming.org/
114 .. _JUnit: http://www.junit.org/
116 doctest based tests
117 -------------------
118 Tests written to use doctest_ are actually part of the docstrings for
119 the module being tested.  Each test is written as a display of an
120 interactive session, including the Python prompts, statements that would
121 be typed by the user, and the output of those statements (including
122 tracebacks, although only the exception msg needs to be retained then).
123 The module in the test package is simply a wrapper that causes doctest
124 to run over the tests in the module.  The test for the difflib module
125 provides a convenient example::
127     import difflib
128     from test import test_support
129     test_support.run_doctest(difflib)
131 If the test is successful, nothing is written to stdout (so you should not
132 create a corresponding output/test_difflib file), but running regrtest
133 with -v will give a detailed report, the same as if passing -v to doctest.
135 A second argument can be passed to run_doctest to tell doctest to search
136 ``sys.argv`` for -v instead of using test_support's idea of verbosity.  This
137 is useful for writing doctest-based tests that aren't simply running a
138 doctest'ed Lib module, but contain the doctests themselves.  Then at
139 times you may want to run such a test directly as a doctest, independent
140 of the regrtest framework.  The tail end of test_descrtut.py is a good
141 example::
143     def test_main(verbose=None):
144         from test import test_support, test_descrtut
145         test_support.run_doctest(test_descrtut, verbose)
147     if __name__ == "__main__":
148         test_main(1)
150 If run via regrtest, ``test_main()`` is called (by regrtest) without
151 specifying verbose, and then test_support's idea of verbosity is used.  But
152 when run directly, ``test_main(1)`` is called, and then doctest's idea of
153 verbosity is used.
155 See the documentation for the doctest module for information on
156 writing tests using the doctest framework.
158 "traditional" Python test modules
159 ---------------------------------
160 The mechanics of how the "traditional" test system operates are fairly
161 straightforward.  When a test case is run, the output is compared with the
162 expected output that is stored in .../Lib/test/output.  If the test runs to
163 completion and the actual and expected outputs match, the test succeeds, if
164 not, it fails.  If an ``ImportError`` or ``test_support.TestSkipped`` error
165 is raised, the test is not run.
167 Executing Test Cases
168 ====================
169 If you are writing test cases for module spam, you need to create a file
170 in .../Lib/test named test_spam.py.  In addition, if the tests are expected
171 to write to stdout during a successful run, you also need to create an
172 expected output file in .../Lib/test/output named test_spam ("..."
173 represents the top-level directory in the Python source tree, the directory
174 containing the configure script).  If needed, generate the initial version
175 of the test output file by executing::
177     ./python Lib/test/regrtest.py -g test_spam.py
179 from the top-level directory.
181 Any time you modify test_spam.py you need to generate a new expected
182 output file.  Don't forget to desk check the generated output to make sure
183 it's really what you expected to find!  All in all it's usually better
184 not to have an expected-out file (note that doctest- and unittest-based
185 tests do not).
187 To run a single test after modifying a module, simply run regrtest.py
188 without the -g flag::
190     ./python Lib/test/regrtest.py test_spam.py
192 While debugging a regression test, you can of course execute it
193 independently of the regression testing framework and see what it prints::
195     ./python Lib/test/test_spam.py
197 To run the entire test suite:
199 - [UNIX, + other platforms where "make" works] Make the "test" target at the
200   top level::
202     make test
204 - [WINDOWS] Run rt.bat from your PCBuild directory.  Read the comments at
205   the top of rt.bat for the use of special -d, -O and -q options processed
206   by rt.bat.
208 - [OTHER] You can simply execute the two runs of regrtest (optimized and
209   non-optimized) directly::
211     ./python Lib/test/regrtest.py
212     ./python -O Lib/test/regrtest.py
214 But note that this way picks up whatever .pyc and .pyo files happen to be
215 around.  The makefile and rt.bat ways run the tests twice, the first time
216 removing all .pyc and .pyo files from the subtree rooted at Lib/.
218 Test cases generate output based upon values computed by the test code.
219 When executed, regrtest.py compares the actual output generated by executing
220 the test case with the expected output and reports success or failure.  It
221 stands to reason that if the actual and expected outputs are to match, they
222 must not contain any machine dependencies.  This means your test cases
223 should not print out absolute machine addresses (e.g. the return value of
224 the id() builtin function) or floating point numbers with large numbers of
225 significant digits (unless you understand what you are doing!).
228 Test Case Writing Tips
229 ======================
230 Writing good test cases is a skilled task and is too complex to discuss in
231 detail in this short document.  Many books have been written on the subject.
232 I'll show my age by suggesting that Glenford Myers' `"The Art of Software
233 Testing"`_, published in 1979, is still the best introduction to the subject
234 available.  It is short (177 pages), easy to read, and discusses the major
235 elements of software testing, though its publication predates the
236 object-oriented software revolution, so doesn't cover that subject at all.
237 Unfortunately, it is very expensive (about $100 new).  If you can borrow it
238 or find it used (around $20), I strongly urge you to pick up a copy.
240 The most important goal when writing test cases is to break things.  A test
241 case that doesn't uncover a bug is much less valuable than one that does.
242 In designing test cases you should pay attention to the following:
244     * Your test cases should exercise all the functions and objects defined
245       in the module, not just the ones meant to be called by users of your
246       module.  This may require you to write test code that uses the module
247       in ways you don't expect (explicitly calling internal functions, for
248       example - see test_atexit.py).
250     * You should consider any boundary values that may tickle exceptional
251       conditions (e.g. if you were writing regression tests for division,
252       you might well want to generate tests with numerators and denominators
253       at the limits of floating point and integer numbers on the machine
254       performing the tests as well as a denominator of zero).
256     * You should exercise as many paths through the code as possible.  This
257       may not always be possible, but is a goal to strive for.  In
258       particular, when considering if statements (or their equivalent), you
259       want to create test cases that exercise both the true and false
260       branches.  For loops, you should create test cases that exercise the
261       loop zero, one and multiple times.
263     * You should test with obviously invalid input.  If you know that a
264       function requires an integer input, try calling it with other types of
265       objects to see how it responds.
267     * You should test with obviously out-of-range input.  If the domain of a
268       function is only defined for positive integers, try calling it with a
269       negative integer.
271     * If you are going to fix a bug that wasn't uncovered by an existing
272       test, try to write a test case that exposes the bug (preferably before
273       fixing it).
275     * If you need to create a temporary file, you can use the filename in
276       ``test_support.TESTFN`` to do so.  It is important to remove the file
277       when done; other tests should be able to use the name without cleaning
278       up after your test.
280 .. _"The Art of Software Testing": 
281         http://www.amazon.com/exec/obidos/ISBN=0471043281
283 Regression Test Writing Rules
284 =============================
285 Each test case is different.  There is no "standard" form for a Python
286 regression test case, though there are some general rules (note that
287 these mostly apply only to the "classic" tests; unittest_- and doctest_-
288 based tests should follow the conventions natural to those frameworks)::
290     * If your test case detects a failure, raise ``TestFailed`` (found in
291       ``test.test_support``).
293     * Import everything you'll need as early as possible.
295     * If you'll be importing objects from a module that is at least
296       partially platform-dependent, only import those objects you need for
297       the current test case to avoid spurious ``ImportError`` exceptions
298       that prevent the test from running to completion.
300     * Print all your test case results using the ``print`` statement.  For
301       non-fatal errors, print an error message (or omit a successful
302       completion print) to indicate the failure, but proceed instead of
303       raising ``TestFailed``.
305     * Use ``assert`` sparingly, if at all.  It's usually better to just print
306       what you got, and rely on regrtest's got-vs-expected comparison to
307       catch deviations from what you expect.  ``assert`` statements aren't
308       executed at all when regrtest is run in -O mode; and, because they
309       cause the test to stop immediately, can lead to a long & tedious
310       test-fix, test-fix, test-fix, ... cycle when things are badly broken
311       (and note that "badly broken" often includes running the test suite
312       for the first time on new platforms or under new implementations of
313       the language).
315 Miscellaneous
316 =============
317 There is a test_support module in the test package you can import for
318 your test case.  Import this module using either::
320     import test.test_support
322 or::
324     from test import test_support
326 test_support provides the following useful objects:
328     * ``TestFailed`` - raise this exception when your regression test detects
329       a failure.
331     * ``TestSkipped`` - raise this if the test could not be run because the
332       platform doesn't offer all the required facilities (like large
333       file support), even if all the required modules are available.
335     * ``ResourceDenied`` - this is raised when a test requires a resource that
336       is not available.  Primarily used by 'requires'.
338     * ``verbose`` - you can use this variable to control print output.  Many
339       modules use it.  Search for "verbose" in the test_*.py files to see
340       lots of examples.
342     * ``forget(module_name)`` - attempts to cause Python to "forget" that it
343       loaded a module and erase any PYC files.
345     * ``is_resource_enabled(resource)`` - Returns a boolean based on whether
346       the resource is enabled or not.
348     * ``requires(resource [, msg])`` - if the required resource is not
349       available the ResourceDenied exception is raised.
350     
351     * ``verify(condition, reason='test failed')``.  Use this instead of::
353           assert condition[, reason]
355       ``verify()`` has two advantages over ``assert``:  it works even in -O
356       mode, and it raises ``TestFailed`` on failure instead of
357       ``AssertionError``.
359     * ``have_unicode`` - true if Unicode is available, false otherwise.
361     * ``is_jython`` - true if the interpreter is Jython, false otherwise.
363     * ``TESTFN`` - a string that should always be used as the filename when
364       you need to create a temp file.  Also use ``try``/``finally`` to
365       ensure that your temp files are deleted before your test completes.
366       Note that you cannot unlink an open file on all operating systems, so
367       also be sure to close temp files before trying to unlink them.
369     * ``sortdict(dict)`` - acts like ``repr(dict.items())``, but sorts the
370       items first.  This is important when printing a dict value, because
371       the order of items produced by ``dict.items()`` is not defined by the
372       language.
374     * ``findfile(file)`` - you can call this function to locate a file
375       somewhere along sys.path or in the Lib/test tree - see
376       test_linuxaudiodev.py for an example of its use.
378     * ``fcmp(x,y)`` - you can call this function to compare two floating
379       point numbers when you expect them to only be approximately equal
380       withing a fuzz factor (``test_support.FUZZ``, which defaults to 1e-6).
382     * ``check_syntax(statement)`` - make sure that the statement is *not*
383       correct Python syntax.
386 Python and C statement coverage results are currently available at
388     http://www.musi-cal.com/~skip/python/Python/dist/src/
390 As of this writing (July, 2000) these results are being generated nightly.
391 You can refer to the summaries and the test coverage output files to see
392 where coverage is adequate or lacking and write test cases to beef up the
393 coverage.
395 Some Non-Obvious regrtest Features
396 ==================================
397     * Automagic test detection:  When you create a new test file
398       test_spam.py, you do not need to modify regrtest (or anything else)
399       to advertise its existence.  regrtest searches for and runs all
400       modules in the test directory with names of the form test_xxx.py.
402     * Miranda output:  If, when running test_spam.py, regrtest does not
403       find an expected-output file test/output/test_spam, regrtest
404       pretends that it did find one, containing the single line
406       test_spam
408       This allows new tests that don't expect to print anything to stdout
409       to not bother creating expected-output files.
411     * Two-stage testing:  To run test_spam.py, regrtest imports test_spam
412       as a module.  Most tests run to completion as a side-effect of
413       getting imported.  After importing test_spam, regrtest also executes
414       ``test_spam.test_main()``, if test_spam has a ``test_main`` attribute.
415       This is rarely required with the "traditional" Python tests, and
416       you shouldn't create a module global with name test_main unless
417       you're specifically exploiting this gimmick.  This usage does
418       prove useful with PyUnit-based tests as well, however; defining
419       a ``test_main()`` which is run by regrtest and a script-stub in the
420       test module ("``if __name__ == '__main__': test_main()``") allows
421       the test to be used like any other Python test and also work
422       with the unittest.py-as-a-script approach, allowing a developer
423       to run specific tests from the command line.