1. 为纯函数编写首个单元测试

任务：给一个纯加法函数补上第一组测试

本节要测试的对象是一个无副作用的纯函数 add(a, b)：它只依赖入参、只返回结果，不读写外部状态。测试框架选用 Python 标准库自带的 unittest，无需额外安装即可运行。我们要完成三件事：写出被测函数、用断言验证正常输入、用断言验证边界输入，并理解一个测试用例由“准备数据 → 调用被测函数 → 断言结果”构成。

被测函数与测试文件

把被测函数和测试代码放在同一目录下，先建立被测模块 calc.py：

# calc.py
def add(a, b):
    """返回 a 与 b 的和，无副作用。"""
    return a + b

再建立测试文件 test_calc.py。测试类必须继承 unittest.TestCase，每个测试方法名以 test_ 开头，框架才会自动发现并执行它：

# test_calc.py
import unittest
from calc import add

class TestAdd(unittest.TestCase):

    def test_add_two_positive_integers(self):
        # 正常输入：两个正整数
        result = add(2, 3)
        self.assertEqual(result, 5)

    def test_add_positive_and_negative(self):
        # 正常输入：一正一负
        result = add(10, -4)
        self.assertEqual(result, 6)

    def test_add_with_zero(self):
        # 边界输入：加数为 0
        self.assertEqual(add(0, 7), 7)
        self.assertEqual(add(7, 0), 7)

    def test_add_two_zeros(self):
        # 边界输入：两个 0
        self.assertEqual(add(0, 0), 0)

    def test_add_floats(self):
        # 正常输入：浮点数
        self.assertAlmostEqual(add(0.1, 0.2), 0.3, places=7)

if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

测试用例的基本结构

每个 test_ 方法内部都遵循同一套三段式结构，这是单元测试最核心的骨架：

• Arrange（准备）：确定输入值，例如 a = 2, b = 3。
• Act（执行）：调用被测函数，例如 result = add(2, 3)。
• Assert（断言）：用断言方法比对实际值与期望值，例如 self.assertEqual(result, 5)。

断言是测试的判定点：断言通过，该用例记为通过；断言失败，框架抛出 AssertionError 并标记该用例失败。常用断言方法如下表：

运行与结果判读

在测试文件所在目录执行：

python -m unittest test_calc.py -v

-v 会逐条打印用例名与结果。全部通过时输出形如 Ran 5 tests ... OK；若某条断言失败，输出会指出失败的用例名、断言行以及 AssertionError 的实际值与期望值差异，据此定位是被测函数逻辑错误还是期望值写错。

可执行检查清单