使用函数式编程提高 Java 代码的可测试性

函数式编程提高 java 代码可测试性，通过以下原则：不可变性：不可变对象防止意外修改和副作用。纯净性：纯函数无副作用，输出可预测。高阶函数：允许重用代码模块和抽象测试逻辑。

函数式编程简介

函数式编程将数据和操作数据的方法分开。它强调不可变性、纯粹性和高阶函数的使用。这些原则对于提高代码的可测试性至关重要。

可变性与不可变性

可变对象允许对其状态进行修改，这可能会导致意外的行为和难以跟踪错误的副作用。函数式编程提倡使用不可变对象，这些对象一旦创建就不能被修改。这消除了副作用的风险，使得代码更加稳定。

纯净性

纯函数是不依赖外部状态并且总是返回相同输出的函数。这使得纯函数易于测试，因为它们的行为是可预测的，不会受到外部因素的影响。

高阶函数

高阶函数可以将其他函数作为参数，或返回函数作为结果。这提供了强大的灵活性，允许创建可重用的代码模块和抽象测试逻辑。

实战案例：测试一组字符串是否为空

假设我们有一个包含字符串列表的方法 getNonEmptyStrings(List)。如何编写测试来验证它只返回非空字符串？

传统测试方法：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

class StringUtilTest {

    @Test
    void shouldReturnEmptyList_whenInputListIsEmpty() {
        List<String> input = Arrays.asList();
        List<String> actual = StringUtil.getNonEmptyStrings(input);
        assertTrue(actual.isEmpty());
    }

    @Test
    void shouldNotReturnEmptyList_whenInputListContainsNonEmptyStrings() {
        List<String> input = Arrays.asList("a", "b", null);
        List<String> actual = StringUtil.getNonEmptyStrings(input);
        assertFalse(actual.isEmpty());
        assertEquals(2, actual.size());
        assertTrue(actual.contains("a"));
        assertTrue(actual.contains("b"));
    }
}

这个测试使用大量断言来验证不同场景下的期望行为。然而，它可能会变得冗长且难以维护。

函数式测试方法：

我们可以使用函数式编程来简化测试：

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.junit.jupiter.params.ParameterizedTest;
import org.junit.jupiter.params.provider.ValueSource;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.function.Predicate;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class StringUtilTest {

    @Test
    void shouldOnlyReturnNonEmptyStrings() {
        Predicate<String> isNonEmpty = s -> s != null && !s.isEmpty();
        List<String> input = Arrays.asList("a", "b", null);
        List<String> actual = StringUtil.getNonEmptyStrings(input);
        assertTrue(actual.stream().allMatch(isNonEmpty));
    }
}

这个测试使用了函数式编程技巧：

stream().allMatch(isNonEmpty) 使用流和谓词来检查所有元素是否满足条件。
isNonEmpty 谓词定义了不可变的非空字符串规范。

这种方法更简洁、更易于阅读，并且消除了对显式断言的需求。它还避免了修改列表的潜在副作用，提高了测试的可靠性。

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