python BDD 的相关概念

在Python 语言中进行BDD的规格和测试文件的编写的时候，常常会遇到下面的概念：

• Fixture : 测试设施。设定测试环境的预设状态或值的机制。
• Background： 背景。所有场景的公共部分。
• Scenario： 场景。
• Given ： 前置条件
• When： 用户操作
• Then：预期结果

规格文件

pytest-bdd 和Behave 是Python中比较流行的BDD 框架，两种使用的规格文件基本类型，规格文件都是以 .feature结尾，一个需求文件中只能有一个Feature字段，可以包含多个Scenario(用户场景)。
Given->When->Then类似于准备->执行->验证/清理的流程。

• Given：一般可以用来做预置条件/数据准备，下面第一个And也属于Given。
• When下面的And都属于When， 一般是操作步骤。
• Then： 一般用于验证结果(断言)，也可以进行清理数据。

Fixture 测试设施

在软件测试中，“Fixture” 是一种设定测试环境的预设状态或值的机制。通常为了某个测试或一组测试，需要一些预设的对象、文件或数据库等等。如何设置和管理这些预设状态就是 “Fixture” 的作用，它通常用来初始化测试环境，或者在每次测试完成后进行清理。

考虑到这个功能，有些中文翻译可能会把 “Fixture” 翻译为 “固件” 或 **“前置条件” **或 “测试设施”。然而，这通常还需要结合上下文具体理解。在很多开发文档或技术讨论中，也常常直接使用英文 “Fixture”。

在 BDD 和测试中，Fixture 是设置给定环境或编写 “Given” 步骤所需的一项工作。可以把它看作是一个重复使用的预设条件，使你能够用一致的环境运行测试。这些预设条件可能涉及各种各样的事情，比如创建数据库、初始化变量、创建类的实例，或者运行特定的命令等。

在 pytest，这些 fixtures 是用 @pytest.fixture 装饰器声明的 Python 函数。例如：

@pytest.fixture
def client():from myapp import MyClientreturn MyClient()

这个 client fixture 可以在测试函数、类或模块中通过参数 re-use。

def test_get_data(client):data = client.get_data()assert data is not None

在 pytest-bdd 中，fixture 的使用方式非常相似，但支持为步骤 (given, when, then) 设置 fixture，使在 BDD 测试中更容易设置和共享上下文。

举个例子：

from pytest_bdd import given, scenario, then, when
import pytest@scenario('calculations.feature', 'Adding numbers')
def test_add():pass@pytest.fixture
def calc():return Calculator()@given('I have a calculator', target_fixture='calculator')
def i_have_a_calculator(calc):return calc@when('I add <number1> and <number2>')
def add_numbers(calculator, number1, number2):calculator.add(int(number1), int(number2))@then('I should get <result>')
def get_result(calculator, result):assert calculator.result == int(result)

在这个例子中，

• @pytest.fixture 注解的 calc()方法创建了一个 Calculator 类的实例
• @given('I have a calculator', target_fixture='calculator') 的作用是 返回一个名为“calculator”的fixture（即测试用例执行前需要准备的对象或数据）。这个fixture可以在之后的测试步骤中被引用和使用。
  使用这种方式的好处是在 BDD 的步骤中更容易地重用和共享设置和数据。同时，它也可以帮助你分离你的测试代码，使得它们更加模块化和易维护。

Background 是什么？

在 BDD 中，Background关键字用于定义在执行每个场景时都需要执行的步骤。通常，这些步骤用于设置初始条件或预设环境。换句话说，它是需要在每个场景开始之前运行的给定（Given）步骤。

以下是一个例子，演示如何在 Background 中设置初始的环境状态：

Feature: 乘坐地铁Background:Given 我有一张有效的地铁卡Scenario: 乘坐地铁When 我刷地铁卡Then 旋转门应该打开Scenario: 余额不足Given 我的卡余额是0When 我刷地铁卡Then 旋转门不会打开 

在这个示例中，Background包含了一个 “Given 我有一张有效的地铁卡” 的步骤。这意味着在执行每个场景 “乘坐地铁” 和 “余额不足” 之前，测试始终会先执行这个步骤。

Background的目的是帮助减少测试场景之间的重复，并传达对所有场景都有效的前提条件。但需要注意的是，过度使用Background可能会使测试复杂化和难以理解，特别是在Background中有很多步骤或它们的效果不明显时。

Fixture 和 Background 的区别

Fixture和Background都是在开启测试前设置预期环境或状态的工具，但它们在用途和功能上有所区别，用在不同的场景。

• Fixture：在 pytest 和许多其他测试框架中，fixture 是设置测试环境的一种工具，它为测试提供了需要的初识状态或值。可以把 pytest fixture 理解为设置给定环境或预设需要的工作，它可以创建对象、连接数据库、开启服务器或其他任何为了测试需要预先设定的操作。Fixture 可以被多个测试用例重复使用，从而避免代码的重复。

• Background：在 Gherkin 语言（被许多 BDD 框架，如 Cucumber 和 behave 使用）中，Background 是一个特殊的场景，它在包含它的Feature中的每个Scenario或Scenario Outline开始前运行。我们可以把 Background 理解成作为每个场景前提的共享步骤。背景的目标是为了消除场景之间的冗余。

它们的区别主要在于：

• Background 是 BDD 中 Gherkin 语法的一部分，用于描述在每个测试场景开始时的共享行为，
• 而 Fixture 是 pytest 测试中的一个概念，它更倾向于代码层面，负责进行一些设置和清理工作。

Background 和Fixture 也可以一起使用。例如，在 Given 步骤中使用fixture去实现在Background中描述的行为。

Feature: 乘坐地铁Background:Given 我有一张有效的地铁卡

对应的Given实现可能如下：

@given("我有一张有效的地铁卡", target_fixture="card")
def have_subway_card():return SubwayCard(is_valid=True)

在这个例子中，have_subway_card就是一个 fixture，它在Background描述的Given步骤中被使用。

Scenario 用户场景

在行为驱动开发（Behavior-Driven Development，BDD）中，Scenario是描述一个特定功能如何在特定情境下工作的方法，或者说是描述功能如何被使用的故事。每个Scenario是一个完整的可测试的用户故事。

Scenario通常使用 “Given-When-Then” 的格式描述，这种格式可以清晰地阐述环境条件、行为和期望结果。每个Scenario应该是自足并可以单独运行。

以下是一个例子：

Scenario: User login with correct username and passwordGiven a user has been registered with username "user1" and password "pass1"When the user login with username "user1" and password "pass1"Then the login should be successful

在这个例子中：

• Given步骤设定了开始条件，即已经有一个注册用户 “user1”，其密码是 “pass1”。

• When步骤描述了用户尝试使用正确的用户名和密码登录的行为。

• Then步骤描述了期望的结果，即登录应该成功。

• 每个Scenario开始都是独立的，不依赖于其他Scenario，每个Scenario均应清理其测试环境，以确保不会影响其他测试。这就是所谓的测试原子性。

• Scenario是 BDD 的核心部分，它帮助我们将抽象的需求转化为具体、可执行和可验证的测试。

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