3. 为什么要使用单元测试
单元测试不但会使你的工作完成得更轻松，而且会令你的设计变得更好，甚至大大减少你花在调试上面的时间。
在我们上面的小故事里面，Pat 因为假设底层的代码是正确无误的而卷入麻烦之中，先是高层代码中使用了底层代码；然后这些高层代码又被更高层的代码所使用，如此往复。在对这些代码的行为没有任何信心的前提下，Pat 等于是在假设上面用竖立卡片堆砌了一间房子——只要将下面卡片轻轻移动，整间房子就会轰然倒塌。
当基本的底层代码不再可靠时，那么必需的改动就无法只局限在底层。虽然你可以修正底层的问题，但是这些对底层代码的修改必然会影响到高层代码，于是高层代码也连带地需要修改；以此递推，就很可能会动到更高层的代码。于是，一个对底层代码的修正，可能会导致对几乎所有代码的一连串改动，从而使修改越来越多，也越来越复杂。于是，整间由卡片堆成的房子就由此倒塌，从而使整个项目也以失败告终。
Pat 总是说：“这怎么可能呢？”或者“我实在想不明白为什么会这样”。如果你发现自己有时候也会有这种想法，那么这通常是你对自己的代码还缺乏足够信心的表现——你并不能确认哪些是工作正常的而哪些不是。
为了获得Dale 所具有的那种对代码的信心，你需要“询问”代码究竟做了什么，并检查所产生的结果是否确实和你所期望的一致。
这个简单的想法描述了单元测试的核心内涵：这个简单有效的技术就是为了令代码变得更加完美。
4. 我需要做什么
引入单元测试是很简单的，因为它本身就充满了乐趣。然而在项目交付的时候，我们给客户和最终用户的仍然是产品代码，而不包含单元测试的代码；因此，我们必须对单元测试的目的有个充分的认识。首先也是最重要的，使用单元测试是为了使你的工作——以及你队友的工作——完成得更加轻松。
● 它的行为和我的期望一致吗？
最根本的，你需要回答下面这个问题：“这段代码达到我的目的了吗？”也许就需求而言，代码所做的是错误的事情，但那是另外一个问题了。你要的是代码向你证明它所做的就是你所期望的。
● 它的行为一直和我的期望一致吗？
许多开发者说他们只编写一个测试。也就是让所有代码从头到尾跑一次，只测试代码的一条正确执行路径，只要这样走一遍下来没有问题，测试也就算是完成了。
但是，现实生活当然不会这么事事顺心，事情也不总是那么美好：代码会抛出异常，硬盘会没有剩余空间，网络会掉线，缓冲区会溢出等——而我们写的代码也会出现bug。这就是软件开发的“工程”部分。就“工程”而言，土木工程师在设计一座桥梁的时候，必须考虑桥梁的负载、强风的影响、地震、洪水等等。电子工程师要考虑频率漂移、电压尖峰、噪音，甚至这些同时出现时所带来的问题。
你不能这样来测试一座桥梁：在风和日丽的某一天，仅让一辆车顺利地开过这座桥。显然，这种测试对于桥梁测试来说是远远不够的。类似地，在测试某段代码的行为是否和你的期望一致时，你需要确认：在任何情况下，这段代码是否都和你的期望一致；譬如在风很大、参数很可疑、硬盘没有剩余空间、网络掉线的时候。
● 我可以依赖单元测试吗？
不能依赖的代码是没有多大用处的。但更糟糕的是，那些你自认为可以信赖的代码（但是结果证明这些代码是有bug 的）有时候也会让你花很多时间在跟踪和调试上面。显然，几乎没有项目可以允许你在这上面浪费太多的时间，因此无论如何，你都要避免这种“前进一步，后退两步”的开发方法。也就是说，要让开发过程保持稳定的步伐前进。
没人能够写出完美无缺的代码；但是这并没有关系——只要你知道问题的所在就足够了。许多大型软件项目的失败，诸如只能把坏了的太空船搁浅在遥远的行星，或者在飞行的途中就爆炸了，都能通过认知软件的限制来避免。例如，Arianne 5 号火箭软件重用了来自于之前一个火箭项目的一个程序库，而这个程序库并不能处理新火箭的飞行高度（比原来火箭要高）（引入单元测试是很简单的，因为它本身就充满了乐趣。然而在项目交付的时候，我们给客户和最终用户的仍然是产品代码，而不包含单元测试的代码；因此，我们必须对单元测试的目的有个充分的认识。首先也是最重要的，使用单元测试是为了使你的工作——以及你队友的工作——完成得更加轻松。） ，从而在起飞40 秒之后就发生了爆炸，导致5 亿美元的损失。
显然，我们希望能够依赖于所编写的代码，并且清楚地知道这些代码的功能和约束。
例如，假设你写了一个反转数值序列的方法。在测试的过程中，你也许会传一个空序列给这个程序——但导致了程序崩溃。实际上，程序并没有要求该程序必须能够接收一个空序列，因此你可以只在方法的注释中说明这个约束：如果传递一个空序列给这个方法，那么这个方法将会抛出一个异常。现在你马上就知道了该代码的约束，从而也就不需要用其他很麻烦的方法来解决这个问题（因为在某些地点要解决这个问题并不方便，比如在高空大气层中）。
● 单元测试说明我的意图了吗？
对于单元测试而言，一个最让人高兴的意外收获就是它能够帮助你充分理解代码的用法。从效果上而言，单元测试就像是能执行的文档，说明了在你用各种条件调用代码时，你所能期望这段代码完成的功能。
项目成员能够通过查看单元测试来找到如何使用你所写代码的例子。如果他偶然发现了一个你没有考虑到的测试用例，那么他也可以很快地知道这个事实：你的代码可能并不支持这个用例。
显然，在正确性方面，可执行的文档有它的优势。与普通的文档不同的是，单元测试不会出现与代码不一致的情况（当然，除非你选择不运行这些测试）。
5. 如何进行单元测试
单元测试本来就是一项简单易学的技术；但是如果能够遵循一些指导性原则(guideline)和基本步骤，那么学习将会变得更加容易和有效。
首先要考虑的是在编写这些测试方法之前，如何测试那些可疑的方法。有了这样一个大概的想法之后，你将可以在编写实现代码的时候，或者之前，编写测试代码本身。
下一步，你需要运行测试本身，或者同时运行系统模块的所有其他测试，甚至运行整个系统的测试，前提是这些测试运行起来相对比较快。在此，我们要确保所有的测试都能够通过，而不只是新写的测试能够通过；这一点是非常重要的。也就是说，在保证不引入直接bug 的同时，你也要保证不会给其他的测试带来破坏。
在这个测试过程中，我们须要确认每个测试究竟是通过了还是失败了——但这并不意味着你或者其他倒霉的人须要查看每个输出，然后才决定这些代码是正确的还是错误的。在此，你慢慢地就会养成一个习惯：只要用眼睛瞄一下测试结果，就可以马上知道所有代码是否都是正确的，或者哪些代码是有问题的。关于这个问题，我们将留在讨论如何使用单元测试框架时来具体讨论。
