测试驱动开发支持

测试驱动开发（TDD）是一种软件开发方法，强调在编写实际代码之前先编写测试用例。通过这种方式，开发者可以更清晰地定义需求，减少错误，并提高代码的可维护性。Express作为Node.js的流行框架，结合TDD能够显著提升后端服务的开发效率与质量。

测试驱动开发的基本流程

TDD的核心流程遵循“红-绿-重构”循环：

1. 红：编写一个失败的测试用例，描述功能需求。
2. 绿：编写最少量的代码使测试通过。
3. 重构：优化代码结构，同时保持测试通过。

例如，在Express中实现一个简单的API端点：

// 测试用例（使用Jest）
test('GET /api/hello should return "world"', async () => {
  const res = await request(app).get('/api/hello');
  expect(res.statusCode).toBe(200);
  expect(res.body.message).toBe('world');
});

此时运行测试会失败（红），因为尚未实现路由。

Express中TDD的具体实践

初始化测试环境

安装必要的依赖：

npm install jest supertest --save-dev

配置Jest的测试脚本：

// package.json
"scripts": {
  "test": "jest --watchAll"
}

路由测试示例

实现一个用户注册路由的TDD流程：

1. 先编写测试：

describe('POST /api/users', () => {
  it('should create a new user', async () => {
    const mockUser = { name: 'Alice', email: 'alice@example.com' };
    const res = await request(app)
      .post('/api/users')
      .send(mockUser);
    expect(res.status).toBe(201);
    expect(res.body).toHaveProperty('id');
  });
});

2. 编写最小实现：

// routes/users.js
router.post('/', (req, res) => {
  const { name, email } = req.body;
  res.status(201).json({ id: Date.now(), name, email });
});

中间件测试

测试认证中间件的典型场景：

// 测试用例
test('should block unauthenticated requests', async () => {
  const res = await request(app).get('/api/protected');
  expect(res.status).toBe(401);
});

// 中间件实现
function authMiddleware(req, res, next) {
  if (!req.headers.authorization) {
    return res.sendStatus(401);
  }
  next();
}

高级TDD技巧

数据库集成测试

使用内存数据库（如SQLite）进行隔离测试：

beforeEach(async () => {
  await sequelize.sync({ force: true });
});

test('user creation should persist to DB', async () => {
  await User.create({ name: 'Bob' });
  const users = await User.findAll();
  expect(users.length).toBe(1);
});

错误处理测试

验证异常情况的处理逻辑：

test('should return 400 for invalid input', async () => {
  const res = await request(app)
    .post('/api/users')
    .send({ invalidField: 'value' });
  expect(res.status).toBe(400);
  expect(res.body.error).toBeDefined();
});

常见问题与解决方案

测试速度优化

• 使用jest.setTimeout调整异步测试的超时时间
• 通过--runInBand禁用并行测试解决资源冲突

测试覆盖率

配置Jest收集覆盖率：

// package.json
"jest": {
  "collectCoverage": true,
  "coveragePathIgnorePatterns": ["/node_modules/", "/tests/"]
}

模拟外部服务

使用Jest的mock功能模拟第三方API：

jest.mock('axios');
axios.get.mockResolvedValue({ data: { success: true } });

test('should handle external API response', async () => {
  const res = await request(app).get('/api/external');
  expect(res.body.success).toBe(true);
});

持续集成中的TDD

在CI/CD管道中集成测试：

# GitHub Actions示例
name: Node CI
on: [push]
jobs:
  test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v2
      - run: npm install
      - run: npm test

测试金字塔在Express中的应用

合理的测试分层策略：

1. 单元测试：针对单个中间件/工具函数
2. 集成测试：验证路由与数据库的交互
3. E2E测试：模拟完整API请求链

示例单元测试：

// utils/formatDate.test.js
test('should format ISO string to human-readable', () => {
  expect(formatDate('2023-01-01')).toBe('2023年1月1日');
});