參數化測試

pytest 允許輕鬆參數化測試函式。有關基本文件,請參閱 如何參數化固定裝置和測試函式

以下我們提供一些使用內建機制的範例。

產生參數組合,取決於命令列

假設我們想使用不同的運算參數執行測試,且參數範圍應由命令列引數決定。我們先撰寫一個簡單的(無動作)運算測試

# content of test_compute.py


def test_compute(param1):
    assert param1 < 4

現在我們新增一個測試組態,如下所示

# content of conftest.py


def pytest_addoption(parser):
    parser.addoption("--all", action="store_true", help="run all combinations")


def pytest_generate_tests(metafunc):
    if "param1" in metafunc.fixturenames:
        if metafunc.config.getoption("all"):
            end = 5
        else:
            end = 2
        metafunc.parametrize("param1", range(end))

這表示如果我們未傳遞 --all,我們只會執行 2 個測試

$ pytest -q test_compute.py
..                                                                   [100%]
2 passed in 0.12s

我們只執行兩個運算,所以我們看到兩個點。讓我們執行完整測試

$ pytest -q --all
....F                                                                [100%]
================================= FAILURES =================================
_____________________________ test_compute[4] ______________________________

param1 = 4

    def test_compute(param1):
>       assert param1 < 4
E       assert 4 < 4

test_compute.py:4: AssertionError
========================= short test summary info ==========================
FAILED test_compute.py::test_compute[4] - assert 4 < 4
1 failed, 4 passed in 0.12s

正如預期,在執行 param1 值的完整範圍時,我們會在最後一個值收到錯誤。

測試 ID 的不同選項

pytest 會建構一個字串,作為參數化測試中每組值的測試 ID。這些 ID 可與 -k 搭配使用,以選取要執行的特定案例,而且當一個案例失敗時,它們也會識別該特定案例。使用 --collect-only 執行 pytest 會顯示產生的 ID。

數字、字串、布林值和 None 會在測試 ID 中使用其慣用的字串表示法。對於其他物件,pytest 會根據引數名稱建立一個字串

# content of test_time.py

from datetime import datetime, timedelta

import pytest

testdata = [
    (datetime(2001, 12, 12), datetime(2001, 12, 11), timedelta(1)),
    (datetime(2001, 12, 11), datetime(2001, 12, 12), timedelta(-1)),
]


@pytest.mark.parametrize("a,b,expected", testdata)
def test_timedistance_v0(a, b, expected):
    diff = a - b
    assert diff == expected


@pytest.mark.parametrize("a,b,expected", testdata, ids=["forward", "backward"])
def test_timedistance_v1(a, b, expected):
    diff = a - b
    assert diff == expected


def idfn(val):
    if isinstance(val, (datetime,)):
        # note this wouldn't show any hours/minutes/seconds
        return val.strftime("%Y%m%d")


@pytest.mark.parametrize("a,b,expected", testdata, ids=idfn)
def test_timedistance_v2(a, b, expected):
    diff = a - b
    assert diff == expected


@pytest.mark.parametrize(
    "a,b,expected",
    [
        pytest.param(
            datetime(2001, 12, 12), datetime(2001, 12, 11), timedelta(1), id="forward"
        ),
        pytest.param(
            datetime(2001, 12, 11), datetime(2001, 12, 12), timedelta(-1), id="backward"
        ),
    ],
)
def test_timedistance_v3(a, b, expected):
    diff = a - b
    assert diff == expected

test_timedistance_v0 中,我們讓 pytest 產生測試 ID。

test_timedistance_v1 中,我們將 ids 指定為一串字串,這些字串用作測試 ID。這些字串簡潔,但維護起來可能很麻煩。

test_timedistance_v2 中,我們將 ids 指定為一個函式,該函式可以產生字串表示法,以構成測試 ID 的一部分。因此,我們的 datetime 值使用 idfn 產生的標籤,但由於我們未為 timedelta 物件產生標籤,因此它們仍使用預設的 pytest 表示法

$ pytest test_time.py --collect-only
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y
rootdir: /home/sweet/project
collected 8 items

<Dir parametrize.rst-198>
  <Module test_time.py>
    <Function test_timedistance_v0[a0-b0-expected0]>
    <Function test_timedistance_v0[a1-b1-expected1]>
    <Function test_timedistance_v1[forward]>
    <Function test_timedistance_v1[backward]>
    <Function test_timedistance_v2[20011212-20011211-expected0]>
    <Function test_timedistance_v2[20011211-20011212-expected1]>
    <Function test_timedistance_v3[forward]>
    <Function test_timedistance_v3[backward]>

======================== 8 tests collected in 0.12s ========================

test_timedistance_v3 中,我們使用 pytest.param 來指定測試 ID 及實際資料,而不是將它們分開列出。

「testscenarios」的快速移植

以下是快速移植的範例,用來執行已設定 testscenarios 的測試,這是 Robert Collins 為標準 unittest 架構提供的附加元件。我們只需要做一點工作,就能建構出 pytest 的 Metafunc.parametrize 的正確參數

# content of test_scenarios.py


def pytest_generate_tests(metafunc):
    idlist = []
    argvalues = []
    for scenario in metafunc.cls.scenarios:
        idlist.append(scenario[0])
        items = scenario[1].items()
        argnames = [x[0] for x in items]
        argvalues.append([x[1] for x in items])
    metafunc.parametrize(argnames, argvalues, ids=idlist, scope="class")


scenario1 = ("basic", {"attribute": "value"})
scenario2 = ("advanced", {"attribute": "value2"})


class TestSampleWithScenarios:
    scenarios = [scenario1, scenario2]

    def test_demo1(self, attribute):
        assert isinstance(attribute, str)

    def test_demo2(self, attribute):
        assert isinstance(attribute, str)

這是完全獨立的範例,您可以使用下列方式執行

$ pytest test_scenarios.py
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y
rootdir: /home/sweet/project
collected 4 items

test_scenarios.py ....                                               [100%]

============================ 4 passed in 0.12s =============================

如果您只收集測試,您也會清楚地看到測試函式的變異為「進階」和「基礎」

$ pytest --collect-only test_scenarios.py
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y
rootdir: /home/sweet/project
collected 4 items

<Dir parametrize.rst-198>
  <Module test_scenarios.py>
    <Class TestSampleWithScenarios>
      <Function test_demo1[basic]>
      <Function test_demo2[basic]>
      <Function test_demo1[advanced]>
      <Function test_demo2[advanced]>

======================== 4 tests collected in 0.12s ========================

請注意,我們告訴 metafunc.parametrize(),您的情境值應視為類別範圍。使用 pytest-2.3 時,這會導致基於資源的排序。

遞延參數化資源的設定

測試函式的參數化發生在收集時間。建議僅在執行實際測試時才設定昂貴的資源,例如資料庫連線或子程序。以下是達成此目標的簡單範例。此測試需要 db 物件裝置

# content of test_backends.py

import pytest


def test_db_initialized(db):
    # a dummy test
    if db.__class__.__name__ == "DB2":
        pytest.fail("deliberately failing for demo purposes")

現在,我們可以新增測試設定,用來產生 test_db_initialized 函式的兩個呼叫,並實作一個工廠,用來為實際測試呼叫建立資料庫物件

# content of conftest.py
import pytest


def pytest_generate_tests(metafunc):
    if "db" in metafunc.fixturenames:
        metafunc.parametrize("db", ["d1", "d2"], indirect=True)


class DB1:
    "one database object"


class DB2:
    "alternative database object"


@pytest.fixture
def db(request):
    if request.param == "d1":
        return DB1()
    elif request.param == "d2":
        return DB2()
    else:
        raise ValueError("invalid internal test config")

讓我們先看看它在收集時間的樣子

$ pytest test_backends.py --collect-only
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y
rootdir: /home/sweet/project
collected 2 items

<Dir parametrize.rst-198>
  <Module test_backends.py>
    <Function test_db_initialized[d1]>
    <Function test_db_initialized[d2]>

======================== 2 tests collected in 0.12s ========================

然後,當我們執行測試時

$ pytest -q test_backends.py
.F                                                                   [100%]
================================= FAILURES =================================
_________________________ test_db_initialized[d2] __________________________

db = <conftest.DB2 object at 0xdeadbeef0001>

    def test_db_initialized(db):
        # a dummy test
        if db.__class__.__name__ == "DB2":
>           pytest.fail("deliberately failing for demo purposes")
E           Failed: deliberately failing for demo purposes

test_backends.py:8: Failed
========================= short test summary info ==========================
FAILED test_backends.py::test_db_initialized[d2] - Failed: deliberately f...
1 failed, 1 passed in 0.12s

第一次呼叫時 db == "DB1" 通過,而第二次呼叫時 db == "DB2" 失敗。我們的 db 裝置函式已在設定階段實例化每個 DB 值,而 pytest_generate_tests 在收集階段產生兩個對應的 test_db_initialized 呼叫。

間接參數化

參數化測試時使用 indirect=True 參數,可以在將值傳遞給測試之前,使用裝置參數化測試

import pytest


@pytest.fixture
def fixt(request):
    return request.param * 3


@pytest.mark.parametrize("fixt", ["a", "b"], indirect=True)
def test_indirect(fixt):
    assert len(fixt) == 3

例如,這可以用於在裝置中執行更昂貴的設定,而不是在收集時間執行那些設定步驟。

對特定參數套用間接參數化

參數化通常會使用多個參數名稱。有機會對特定參數套用 indirect 參數。這可透過將參數名稱的清單或元組傳遞給 indirect 來完成。以下範例中有一個函式 test_indirect,它使用兩個裝置:xy。這裡我們將包含裝置 x 名稱的清單提供給 indirect。indirect 參數只會套用於此參數,而值 a 會傳遞給各自的裝置函式

# content of test_indirect_list.py

import pytest


@pytest.fixture(scope="function")
def x(request):
    return request.param * 3


@pytest.fixture(scope="function")
def y(request):
    return request.param * 2


@pytest.mark.parametrize("x, y", [("a", "b")], indirect=["x"])
def test_indirect(x, y):
    assert x == "aaa"
    assert y == "b"

此測試的結果會成功

$ pytest -v test_indirect_list.py
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y -- $PYTHON_PREFIX/bin/python
cachedir: .pytest_cache
rootdir: /home/sweet/project
collecting ... collected 1 item

test_indirect_list.py::test_indirect[a-b] PASSED                     [100%]

============================ 1 passed in 0.12s =============================

透過每類別設定參數化測試方法

以下是一個 pytest_generate_tests 函式範例,它實作一個類似於 Michael Foord 的 unittest 參數化 的參數化架構,但程式碼少很多

# content of ./test_parametrize.py
import pytest


def pytest_generate_tests(metafunc):
    # called once per each test function
    funcarglist = metafunc.cls.params[metafunc.function.__name__]
    argnames = sorted(funcarglist[0])
    metafunc.parametrize(
        argnames, [[funcargs[name] for name in argnames] for funcargs in funcarglist]
    )


class TestClass:
    # a map specifying multiple argument sets for a test method
    params = {
        "test_equals": [dict(a=1, b=2), dict(a=3, b=3)],
        "test_zerodivision": [dict(a=1, b=0)],
    }

    def test_equals(self, a, b):
        assert a == b

    def test_zerodivision(self, a, b):
        with pytest.raises(ZeroDivisionError):
            a / b

我們的測試產生器會查詢類別層級的定義,該定義會指定要對每個測試函式使用哪個參數組。我們執行它

$ pytest -q
F..                                                                  [100%]
================================= FAILURES =================================
________________________ TestClass.test_equals[1-2] ________________________

self = <test_parametrize.TestClass object at 0xdeadbeef0002>, a = 1, b = 2

    def test_equals(self, a, b):
>       assert a == b
E       assert 1 == 2

test_parametrize.py:21: AssertionError
========================= short test summary info ==========================
FAILED test_parametrize.py::TestClass::test_equals[1-2] - assert 1 == 2
1 failed, 2 passed in 0.12s

使用多個裝置參數化

以下是一個簡化的實際範例,說明如何使用參數化測試來測試不同 Python 詮釋器之間的物件序列化。我們定義一個 test_basic_objects 函式,它會針對三個參數使用不同的參數組執行

  • python1:第一個 Python 詮釋器,執行將物件 pickle 儲存到檔案

  • python2:第二個詮釋器,執行從檔案 pickle 載入物件

  • obj:要儲存/載入的物件

"""Module containing a parametrized tests testing cross-python serialization
via the pickle module."""

import shutil
import subprocess
import textwrap

import pytest


pythonlist = ["python3.9", "python3.10", "python3.11"]


@pytest.fixture(params=pythonlist)
def python1(request, tmp_path):
    picklefile = tmp_path / "data.pickle"
    return Python(request.param, picklefile)


@pytest.fixture(params=pythonlist)
def python2(request, python1):
    return Python(request.param, python1.picklefile)


class Python:
    def __init__(self, version, picklefile):
        self.pythonpath = shutil.which(version)
        if not self.pythonpath:
            pytest.skip(f"{version!r} not found")
        self.picklefile = picklefile

    def dumps(self, obj):
        dumpfile = self.picklefile.with_name("dump.py")
        dumpfile.write_text(
            textwrap.dedent(
                rf"""
                import pickle
                f = open({str(self.picklefile)!r}, 'wb')
                s = pickle.dump({obj!r}, f, protocol=2)
                f.close()
                """
            )
        )
        subprocess.run((self.pythonpath, str(dumpfile)), check=True)

    def load_and_is_true(self, expression):
        loadfile = self.picklefile.with_name("load.py")
        loadfile.write_text(
            textwrap.dedent(
                rf"""
                import pickle
                f = open({str(self.picklefile)!r}, 'rb')
                obj = pickle.load(f)
                f.close()
                res = eval({expression!r})
                if not res:
                    raise SystemExit(1)
                """
            )
        )
        print(loadfile)
        subprocess.run((self.pythonpath, str(loadfile)), check=True)


@pytest.mark.parametrize("obj", [42, {}, {1: 3}])
def test_basic_objects(python1, python2, obj):
    python1.dumps(obj)
    python2.load_and_is_true(f"obj == {obj}")

執行它會產生一些跳過,如果我們沒有安裝所有 Python 詮釋器,否則會執行所有組合(3 個詮釋器乘以 3 個詮釋器乘以 3 個要序列化/反序列化的物件)

. $ pytest -rs -q multipython.py
ssssssssssss...ssssssssssss                                          [100%]
========================= short test summary info ==========================
SKIPPED [12] multipython.py:65: 'python3.9' not found
SKIPPED [12] multipython.py:65: 'python3.11' not found
3 passed, 24 skipped in 0.12s

可選實作/匯入的參數化

如果您想比較特定 API 的多個實作結果,您可以撰寫測試函式,接收已匯入的實作,並在實作無法匯入/使用的情況下略過。假設我們有一個「基本」實作,而其他(可能是最佳化過的)實作需要提供類似的結果

# content of conftest.py

import pytest


@pytest.fixture(scope="session")
def basemod(request):
    return pytest.importorskip("base")


@pytest.fixture(scope="session", params=["opt1", "opt2"])
def optmod(request):
    return pytest.importorskip(request.param)

然後,一個簡單函式的基本實作

# content of base.py
def func1():
    return 1

以及最佳化版本

# content of opt1.py
def func1():
    return 1.0001

最後,一個小測試模組

# content of test_module.py


def test_func1(basemod, optmod):
    assert round(basemod.func1(), 3) == round(optmod.func1(), 3)

如果您在啟用略過報告的情況下執行此操作

$ pytest -rs test_module.py
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y
rootdir: /home/sweet/project
collected 2 items

test_module.py .s                                                    [100%]

========================= short test summary info ==========================
SKIPPED [1] test_module.py:3: could not import 'opt2': No module named 'opt2'
======================= 1 passed, 1 skipped in 0.12s =======================

您會看到我們沒有 opt2 模組,因此我們的 test_func1 的第二次測試執行已略過。一些注意事項

  • conftest.py 檔案中的固定裝置函式是「與工作階段相關聯的」,因為我們不需要匯入超過一次

  • 如果您有多個測試函式和略過的匯入,您會看到報告中的 [1] 計數增加

  • 您可以在測試函式上放置 @pytest.mark.parametrize 樣式參數化,以參數化輸入/輸出值。

設定個別參數化測試的標記或測試 ID

使用 pytest.param 套用標記或設定個別參數化測試的測試 ID。例如

# content of test_pytest_param_example.py
import pytest


@pytest.mark.parametrize(
    "test_input,expected",
    [
        ("3+5", 8),
        pytest.param("1+7", 8, marks=pytest.mark.basic),
        pytest.param("2+4", 6, marks=pytest.mark.basic, id="basic_2+4"),
        pytest.param(
            "6*9", 42, marks=[pytest.mark.basic, pytest.mark.xfail], id="basic_6*9"
        ),
    ],
)
def test_eval(test_input, expected):
    assert eval(test_input) == expected

在此範例中,我們有 4 個參數化測試。除了第一個測試,我們使用自訂標記 basic 標記其餘三個參數化測試,而對於第四個測試,我們也使用內建標記 xfail 來表示預期此測試會失敗。為了明確起見,我們設定某些測試的測試 ID。

然後,以詳細模式執行 pytest,並只使用 basic 標記

$ pytest -v -m basic
=========================== test session starts ============================
platform linux -- Python 3.x.y, pytest-8.x.y, pluggy-1.x.y -- $PYTHON_PREFIX/bin/python
cachedir: .pytest_cache
rootdir: /home/sweet/project
collecting ... collected 24 items / 21 deselected / 3 selected

test_pytest_param_example.py::test_eval[1+7-8] PASSED                [ 33%]
test_pytest_param_example.py::test_eval[basic_2+4] PASSED            [ 66%]
test_pytest_param_example.py::test_eval[basic_6*9] XFAIL             [100%]

=============== 2 passed, 21 deselected, 1 xfailed in 0.12s ================

結果如下

  • 已收集四個測試

  • 已取消選取一個測試,因為它沒有 basic 標記。

  • 選取了三個具有 basic 標記的測試。

  • 測試 test_eval[1+7-8] 通過,但名稱是自動產生的,令人困惑。

  • 測試 test_eval[basic_2+4] 通過。

  • 預期測試 test_eval[basic_6*9] 失敗,且確實失敗。

參數化條件引發

搭配 pytest.raises() 使用 pytest.mark.parametrize 裝飾器撰寫參數化測試,其中一些測試會引發例外,而另一些則不會。

contextlib.nullcontext 可用於測試預期不會引發例外,但應產生某個值的案例。該值作為 enter_result 參數提供,可用作 with 陳述式的目標(下例中的 e)。

例如

from contextlib import nullcontext

import pytest


@pytest.mark.parametrize(
    "example_input,expectation",
    [
        (3, nullcontext(2)),
        (2, nullcontext(3)),
        (1, nullcontext(6)),
        (0, pytest.raises(ZeroDivisionError)),
    ],
)
def test_division(example_input, expectation):
    """Test how much I know division."""
    with expectation as e:
        assert (6 / example_input) == e

在上述範例中,前三個測試案例應在沒有任何例外的情況下執行,而第四個應引發 ``ZeroDivisionError`` 例外,這是 pytest 預期的。