关闭一个错误和突变测试

本文关键字：错误 突变 测试 一个 | 更新日期: 2023-09-27 18:32:47

在为我最喜欢的突变测试框架(NinjaTurtles(编写"Off By One"突变测试器的过程中，我编写了以下代码来提供检查实现正确性的机会：

public int SumTo(int max)
{
    int sum = 0;
    for (var i = 1; i <= max; i++)
    {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

现在这似乎很简单，而且我并没有想到尝试改变 IL 中的所有文字整数常量会有问题。 毕竟只有3个(0、1和++(。

错！

在

第一次运行时变得非常明显，在这种特定情况下它永远不会起作用。 为什么？ 因为将代码更改为 

public int SumTo(int max)
{
    int sum = 0;
    for (var i = 0; i <= max; i++)
    {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

只将 0(零(加到总和，这显然没有影响。 如果是多集，则不同，但在这种情况下并非如此。

现在有一个相当简单的算法来计算整数的总和

sum = max * (max + 1) / 2;

我可能很容易使突变失败，因为从任何一个常量中添加或减去 1 都会导致错误。 (鉴于max >= 0(

因此，解决了这种特殊情况的问题。 虽然它没有做我想要的突变测试，即检查当我失去++时会发生什么——实际上是一个无限循环。 但这是另一个问题。

所以 - 我的问题：是否有任何微不足道或非平凡的情况，从 0 或 1 开始的循环可能导致无法以类似方式重构(测试或测试中的代码(的"突变 1"测试失败？(请举例(

注意：在应用突变后，当测试套件通过时，突变测试将失败。

更新：一个不那么微不足道的例子，但仍然可以重构测试以使其失败，

如下所示 
public int SumArray(int[] array)
{
    int sum = 0;
    for (var i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        sum += array[i];
    }
    return sum;
}
将

var i=0更改为 var i=1 时，针对此代码的突变测试将失败，如果您提供的测试输入是new[] {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}。 但是，将测试输入更改为new[] {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}，突变测试将失败。 因此，成功的重构证明了测试。

关闭一个错误和突变测试

我认为使用这种特定方法，有两种选择。你要么承认它不适合突变测试，因为这种数学异常，要么你试图以一种可以安全地进行突变测试的方式编写它，要么通过重构到你给出的形式，要么通过其他方式(可能是递归的？(。

你的问题实际上可以归结为：在现实生活中，我们是否关心元素 0 是否包含在循环操作中或排除在循环操作之外，并且我们无法围绕该特定方面编写测试？我的直觉是说不。

你的琐碎例子可能是缺乏我在博客中所说的测试驱动的例子，写的是忍者神龟。这意味着如果您尚未尽可能重构此方法。

"突变测试失败"的一个自然情况是矩阵转置算法。为了使它更适合单个 for 循环，请为此任务添加一些约束：让矩阵是非平方的，并且要求就地转置。这些约束使一维数组最适合存储矩阵，并且可以使用for循环(通常从索引"1"开始(来处理它。如果从索引"0"开始，则不会发生任何变化，因为矩阵的左上角元素总是转置到自身。

有关此类代码的示例，请参阅其他问题的答案(抱歉，不是 C#(。

在这里，"突变一"测试失败，重构测试不会改变它。我不知道代码本身是否可以重构以避免这种情况。理论上可能是可能的，但应该太难了。

我之前引用的代码片段不是一个完美的例子。如果 for 循环被两个嵌套循环(就像行和列一样(替换，然后将这些行和列重新计算回一维索引，它仍然可以重构。它仍然给出了一个如何制作一些算法的想法，这些算法不能被重构(虽然不是很有意义(。

按照索引递增的顺序遍历正整数数组，对于每个索引，将其对计算为 i + i % a[i] ，如果它不在边界之外，则交换这些元素：

for (var i = 1; i < a.Length; i++)
{
    var j = i + i % a[i];
    if (j < a.Length)
        Swap(a[i], a[j]);
}

在这里，a[0]又是"不可移动的"，重构测试不会改变这一点，重构代码本身实际上是不可能的。

另一个"有意义"的例子。让我们实现一个隐式二进制堆。它通常放置在某个数组中，从索引"1"开始(与从索引"0"开始相比，这简化了许多二进制堆计算(。现在为此堆实现一个复制方法。此复制方法中的"逐一关闭"问题无法检测到，因为索引零未使用，并且 C# 零初始化所有数组。这类似于 OP 的数组求和，但无法重构。

严格来说，你可以重构整个类，从'0'开始一切。但是仅更改"复制"方法或测试并不能防止"突变一"测试失败。二进制堆类可以被视为复制具有未使用的第一个元素的数组的动机。

int[] dst = new int[src.Length];
for (var i = 1; i < src.Length; i++)
{
    dst[i] = src[i];
}

是的，有很多，假设我已经理解了你的问题。

与您的情况类似的是：

public int MultiplyTo(int max)
{
    int product = 1;
    for (var i = 1; i <= max; i++)
    {
        product *= i;
    }
    return product;
}
在这里，如果它从 0 开始，结果

将是 0，但如果它从 1 开始，结果应该是正确的。 (虽然它不会区分 1 和 2！

不太确定您到底在寻找什么，但在我看来，如果您将总和的初始值从 0 更改/改变为 1，您应该无法通过测试：

public int SumTo(int max) 
{ 
  int sum = 1; // Now we are off-by-one from the beginning!
  for (var i = 0; i <= max; i++) 
  { 
    sum += i; 
  } 
  return sum; 
}

根据评论进行更新：

只有在处理索引 0 时(或没有索引(时违反循环不变性时，循环才会在突变后失败。 大多数这样的特殊情况都可以重构出循环，但请考虑 1/x 的总和：

for (var i = 1; i <= max; i++) {
  sum += 1/i;
}

这工作正常，但是如果将初始 bundary 从 1 更改为 0，则测试将失败，因为 1/0 是无效操作。

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