ChatGPT生成单元测试实践(Golang)

发表于:2023-6-05 09:39

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 作者:StuG_III    来源:CSDN

  前言
  目前gpt本质上是续写,所以在待测函数定义清晰的情况下,单元测试可以适当依赖它进行生成。
  收益是什么:
  ·辅助生成测试用例&测试代码,降低单元测试编写的心智成本
  · 辅助code review,帮助发现代码显式/潜在问题
  本文测试环境:
  · gpt: gpt-3.5-turbo
  · go:go 1.17
  本文实践场景:企业微信美图鉴赏机器人。
  生成单元测试的工作流如下:
  1. 选定你的待测函数
  2. 分析函数的依赖:结构体定义、repo依赖、repo interface抽象(用fx或者wire等依赖注入框架的话会方便很多)
  3. 组织prompt,准备施法
  4. 吟唱魔法,得到输出单元测试代码
  5. copy到ide里面缝缝补补,与预期出入太多的话,调整prompt重来/要求gpt按照某个标准重写(比如:请按照testCases的写法重写组织测试数据)
  6. 运行测试用例
  话不多说,先上基础prompt:
  写下列写下列代码中[待测函数名]函数的单测,要求覆盖全部逻辑。 
  断言使用require包。 
  测试用例以testCases的形式输出。
  下面的部分,我按照工作流的繁杂程度,简单区分了下easy/normal/hard情况。
  Part1 easy:单个函数,无复杂依赖
  单个函数,并且外部依赖都是开源库,那么直接把代码贴上去就行。
  这里我们用图片压缩的独立函数举例:
  (prompt前摇咒语 + 代码片段)
  写下列代码中CompressPicture函数的单测,要求覆盖全部逻辑。
  断言使用require包。
  测试用例以testCases的形式输出。
  // CompressPicture the picture by resizing it to the specified width.
  func CompressPicture(picData []byte, width uint) ([]byte, error) {
     // Decode the input image.
     oldBuffer := bytes.NewBuffer(picData)
     inputImg, _, err := image.Decode(oldBuffer)
     if err != nil {
        return nil, err
     }
     // Resize the image to the specified width.
     outputImg := resize.Resize(width, 0, inputImg, resize.Lanczos3)
     // Encode the output image as PNG and write it to a buffer.
     newBuffer := new(bytes.Buffer)
     err = png.Encode(newBuffer, outputImg)
     if err != nil {
        return nil, err
     }
     // Return the compressed image as a byte slice.
     return newBuffer.Bytes(), nil
  }
  ChatGPT输出的代码块如下:
  func TestCompressPicture(t *testing.T) {
     // Setup test data
     imgData, err := os.ReadFile("test-image.png")
     if err != nil {
        t.Fatalf("failed to read test image file: %v", err)
     }
     testCases := []struct {
        name  string
        width uint
     }{
        {"compress with a valid width", 500},
        {"compress with an invalid width", 0},
     }
     for _, tc := range testCases {
        t.Run(tc.name, func(t *testing.T) {
           // Invoke the function being tested.
           compressedData, err := CompressPicture(imgData, tc.width)
           // Check the result.
           if err != nil {
              t.Fatalf("unexpected error: %v", err)
           }
           if len(compressedData) == 0 {
              t.Fatalf("compressed data is empty")
           }
           create, err := os.Create("test-image-compressed.png")
           if err != nil {
              return
           }
           defer create.Close()
           _, err = create.Write(compressedData)
        })
     }
  }
  放到ide里,完美运行,说明简单函数的单元测试生成还是很强的~
  Part2 normal :里面有一些外部import
  有外部定义引入的时候,最好把外部定义直接贴上(不涉及mock)。
  这里举例的函数出现了外部依赖 entity.ArchiveWithData等定义,所以最好要加上外部定义在输入中:
  写下列代码中ConvertArchiveWithDataToBotTextMsg函数的单测,要求覆盖全部逻辑。
  断言使用require包。
  测试用例以testCases的形式输出。
  // ConvertArchiveWithDataToBotTextMsg 将画作稿件信息转换为企微机器人文本消息
  func ConvertArchiveWithDataToBotTextMsg(data *entity.ArchiveWithData) *entity.BotMsgReq {
     var MentionedList []string
     proxyUrl := data.Info.Urls.Original
     rawPixivUrl := fmt.Sprintf("https://www.pixiv.net/artworks/%d", data.Info.Pid)
     txt := &entity.BotText{
        Content:       fmt.Sprintf("proxy图源:%s\npixiv图源:%s", proxyUrl, rawPixivUrl),
        MentionedList: MentionedList,
     }
     postText := &entity.BotMsgReq{
        MsgType: entity.BotMsgText,
        Text:    txt,
     }
     return postText
  }
  一些导入的定义如下:
  type BotText struct {
     Content       string   `json:"content"`
     MentionedList []string `json:"mentioned_list"`
  }
  type BotMsgReq struct {
     MsgType BotMsgType `json:"msgtype"`
     Text    *BotText   `json:"text,omitempty"`
  }
  const (
     BotMsgText  BotMsgType = "text"
  )
  type ArchiveWithData struct {
     Info Archive
     Data []byte
  }
  下面是生成的代码,经过少量修改后可以直接运行:
  (因为少输入了一个结构体的定义,导致它猜测了一些字段)
  func Test_ConvertArchiveWithDataToBotTextMsg(t *testing.T) {
     testCases := []struct {
        name     string
        data     *entity.ArchiveWithData
        expected *entity.BotMsgReq
     }{
        {
           name: "regular data",
           data: &entity.ArchiveWithData{
              Info: entity.Archive{
                 Pid: 123456,
                 Urls: entity.PicUrl{
                    Original: "https://example.com/image.jpg",
                 },
              },
              Data: []byte{},
           },
           expected: &entity.BotMsgReq{
              MsgType: entity.BotMsgText,
              Text: &entity.BotText{
                 Content: "proxy图源:https://example.com/image.jpg\npixiv图源:https://www.pixiv.net/artworks/123456",
              },
           },
        },
        {
           name: "data with special characters",
           data: &entity.ArchiveWithData{
              Info: entity.Archive{
                 Pid: 789012,
                 Urls: entity.PicUrl{
                    Original: "https://example.com/image(with)special&characters.jpg",
                 },
              },
              Data: []byte{},
           },
           expected: &entity.BotMsgReq{
              MsgType: entity.BotMsgText,
              Text: &entity.BotText{
                 Content: "proxy图源:https://example.com/image(with)special&characters.jpg\npixiv图源:https://www.pixiv.net/artworks/789012",
              },
           },
        },
     }
     for _, tc := range testCases {
        t.Run(tc.name, func(t *testing.T) {
           result := ConvertArchiveWithDataToBotTextMsg(tc.data)
           require.Equal(t, tc.expected, result)
        })
     }
  }
  Part3 hard:对外部repo进行mock(gomock举例)
  外部依赖越多,prompt template的构建可能就越复杂
  ps.实际上gomonkey它也可以写外部依赖repo的部分,要求gpt使用gomock进行对应repo的mock即可。
  外部定义最好进行剪枝。
  输入:
  写下列代码中getSeTuDescSlice函数的单测,要求覆盖全部逻辑。
  断言使用require包。
  测试用例以testCases的形式输出。
  对于m.repoSeTu.GetArchiveInfoSlice的调用,使用gomock进行mock处理,假设已经有mock文件。
  func (m *CronTab) getSeTuDescSlice(ctx context.Context, seTuConfig config.SeTuConfig) (entity.QueryResult, error) {
     queryResSlice, err := m.repoSeTu.GetArchiveInfoSlice(ctx, &entity.Query{
        R18:   seTuConfig.R18,
        Num:   1,
        Tag:   seTuConfig.Tags,
        Size:  seTuConfig.PicSize,
        Proxy: seTuConfig.Proxy,
     })
     if err != nil {
        return entity.QueryResult{}, err
     }
     return queryResSlice, nil
  }
  下面是外部依赖的定义:
  type SeTuConfig struct {
     SetuApiUrl string   `yaml:"setu_api_url"`
     QWAuth     []string `yaml:"qw_auth"`
     CronStr    string   `yaml:"cron_str"`
     R18        int64    `yaml:"r_18"`
     Tags       []string `yaml:"tags"`
     PicSize    []string `yaml:"pic_size"`
     Proxy      string   `yaml:"proxy"`
  }
  // QueryResult 请求结果
  type QueryResult struct {
     Error        string    `json:"error"`
     ArchiveSlice []Archive `json:"data"`
     //picPaths     []string
  }
  输出:
  假设已经有mock文件:
  // mock_repoSetu 是通过mockgen自动生成的,用于模拟repoSetu接口的mock文件
  func TestCronTab_getSeTuDescSlice(t *testing.T) {
      testCases := []struct{
          name string
          seTuConfig config.SeTuConfig
          getArchiveInfoSliceRes entity.QueryResult
          getArchiveInfoSliceErr error
          wantErr bool
      }{
          {
              name: "success",
              seTuConfig: config.SeTuConfig{
                  R18: 0,
                  Tags: []string{"tag1", "tag2"},
                  PicSize: []string{"large"},
                  Proxy: "",
              },
              getArchiveInfoSliceRes: entity.QueryResult{
                  ArchiveSlice: []entity.Archive{
                      {
                          Urls: []string{"pic1.url", "pic2.url"},
                          Title: "pic1",
                          Artists: []string{"artist1"},
                      },
                  },
              },
              getArchiveInfoSliceErr: nil,
              wantErr: false,
          },
          {
              name: "error",
              seTuConfig: config.SeTuConfig{
                  R18: 1,
                  Tags: []string{"tag3"},
                  PicSize: []string{"small", "medium"},
                  Proxy: "",
              },
              getArchiveInfoSliceRes: entity.QueryResult{},
              getArchiveInfoSliceErr: errors.New("get archive info slice error"),
              wantErr: true,
          },
      }
      for _, tc := range testCases {
          t.Run(tc.name, func(t *testing.T) {
              ctx := context.Background()
              // 创建mock对象
              mockRepoSeTu := mock_repoSetu.NewMockRepoSeTu(ctrl)
              m := &CronTab{repoSeTu: mockRepoSeTu}
              // 设置mock对象返回值
              mockRepoSeTu.EXPECT().GetArchiveInfoSlice(ctx, &entity.Query{
                  R18: tc.seTuConfig.R18,
                  Num: 1,
                  Tag: tc.seTuConfig.Tags,
                  Size: tc.seTuConfig.PicSize,
                  Proxy: tc.seTuConfig.Proxy,
              }).Return(tc.getArchiveInfoSliceRes, tc.getArchiveInfoSliceErr)
              res, err := m.getSeTuDescSlice(ctx, tc.seTuConfig)
              if tc.wantErr {
                  require.Error(t, err)
              } else {
                  require.NoError(t, err)
                  require.Equal(t, tc.getArchiveInfoSliceRes, res)
              }
          })
      }
  }
  测试用例解释:
  测试用例"success"模拟了getSeTuDescSlice调用成功的情况,
  设置查询条件R18=0,Tags="tag1", "tag2",PicSize="large",期望返回多条图片信息;
  测试用例"error"模拟了getSeTuDescSlice调用失败的情况,
  设置查询条件R18=1,Tags="tag3",PicSize="small", "medium",期望返回错误信息。
  生成的代码太长,几点总结:
  1、gomock代码可以正常生成,但是外部repo定义最好清晰明了,可以直接把interface定义贴上去,会被认知到。
  2、粘贴到ide中,发现主要问题是包名导入问题,简单修改即可
  生成的代码有一些报错:
  修改引入的类型名后即可:
  修改后运行成功:
  如果需要生成后人工修改量更低的话,需要更精确的上下文信息。(包名、函数定义、描述等)
  一些痛点
  1. ChatGPT单次对话有长度限制,所以一次尽量只进行一个函数的单元测试生成。
  2. 需要外部 repo mock的待测函数,需要的上下文很多,并且引入的无关字段需要剪枝避免污染输入。
  3. 一些复杂的私有包,看起来是比较不好支持的。(尝试过在prompt中教会他,但是效果不好)
  4. 一些复杂逻辑和边界情况,ai可能口是心非。(写的用例和表述不一致,比如经典的20%*20%=400%,但是他知道这是错的)
  5. 对于分层不是很清晰的项目,对函数/repo打桩可能很困难,这个时候要描述清楚就比较困难了,gomonkey可能比较适用。
  其他用法
  1. 写好测试方法,让gpt帮助扩充用例集。
  2. code review,下面的代码就是gpt给出的代码建议。
  帮我优化下面的代码:
  // picCompress Modify size to compress pictures.
  func picCompress(picData []byte) (newPicData []byte, err error) {
     oldBuf := bytes.NewBuffer(picData)
     pic, _, err := image.Decode(oldBuf)
     if err != nil {
        return
     }
     newPic := resize.Resize(uint(pic.Bounds().Dx()/2), 0, pic, resize.Lanczos3)
     var newBuf bytes.Buffer
     err = png.Encode(&newBuf, newPic)
     if err != nil {
        return
     }
     newPicData, err = ioutil.ReadAll(&newBuf)
     if err != nil {
        return
     }
     return
  }
  您好!下面是一个优化版的代码,主要改进在于:
  减少对象的创建,避免额外的内存分配和垃圾回收。
  增加错误检查,避免可能的错误被忽略。
  以下是优化版代码:
  // picCompress Modify size to compress pictures.
  func picCompress(picData []byte) ([]byte, error) {
      reader := bytes.NewReader(picData)
      pic, _, err := image.Decode(reader)
      if err != nil {
          return nil, err
      }
      newPic := resize.Resize(uint(pic.Bounds().Dx()/2), 0, pic, resize.Lanczos3)
      var writer bytes.Buffer
      err = png.Encode(&writer, newPic)
      if err != nil {
          return nil, err
      }
      return writer.Bytes(), nil
  }
  尝试减少了对象的创建,使用了 bytes.Reader 代替了 bytes.NewBuffer 和 ioutil.ReadAll。
  在处理图片过程中,使用 bytes.Buffer 代替了 newBuf 这个额外的对象。
  同时也将函数的返回值简化,只返回处理后的 []byte 和可能的错误,避免了空值的返回。最后,增加错误检查,保证代码健壮性。
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