在inputParser章節中，我們通過不斷改進getArea函數對輸入參數的處理方法，引入這樣一個觀點：一個可靠的科學工程計算項目必須有一套測試系統，才能防止開發的過程中算法退化，工程項目的推進必須在算法開發和算法測試之間不斷迭代完。在inputParser章節的最后,還根據直覺提出了一個測試系統所應該有的基本功能。在本章中，我們將學習MATLAB提供的測試解決方案：MATLAB單元測試（MATLAB Unit Test）。

基于函數的（Function-Based）單元測試的構造

MATLAB基于函數的單元測試構造很簡單，如圖1所示：用戶通過一個主測試函數和若干局部測試函數（也叫做測試點，Local Function）來組織各個測試。而測試的運行則交給MATLAB的單元測試架構（以下簡稱Framework）去完成。

圖1 單元測試Framework和測試函數

主測試函數和局部測試函數看上去和普通的MATLAB函數沒有區別，其結構如圖2所示，只是命名上有一些規定而已，這些特殊的規定是為了Framework可以和測試函數契合而規定的。

圖2 簡單的主測試函數和若干局部的測試函數構成的一個單元測試

命名規則如下：

主函數的名稱由用戶任意指定，和其他的MATLAB函數文件一樣，該文件的名稱需要和函數的名稱的相同（如果主函數的名稱是testmainfunc，該文件名稱則是testmainfunc.m）

在主函數中，必須調用一個叫做functiontests的函數，搜集該函數中的所有局部函數，產生一個包含這些局部函數的函數局部的測試矩陣并返回給Framework

如下所示：

其中localfunctions是一個MATLAB函數，用來返回所有局部函數的函數句柄。局部函數的命名必須以test開頭，局部函數只接受一個輸入參數，即測試對象,即下面例子中的形參testCase：

其中testCase由單元測試Framework提供,即Framework將自動的調用該函數，并且提供testCase參數。按照規定，要運行單元測試中的所有測試，必須調用runtests函數：

下面用我們用基于函數的單元測試來給getArea函數的構造其單元測試。

getArea函數的單元測試：版本 I

首先給主測試文件起個名字叫做testGetArea，該名字是任意的，為了便于理解名字里面通常包含test,并包含要測試的主要函數的名字：

在該主函數中，localfunctions將搜集所有的局部函數，構造函數句柄數組并返回測試矩陣。這里自然會有一個問題，這個tests句柄數組將返回給誰，這就要了解Framework是如何和測試相互作用的。如圖3所示，整個測試從runtests('testmainfunc.m')命令開始， 命令函數，Framework將首先調用testGetArea的主函數，得到所有的局部函數的函數句柄，如空心箭頭線段所示，然后Framework再負責調用每一個測試局部函數，并且把testCase當做參數提供給每個局部函數，如虛線線段所示。我們可以把Framework想象成一個流水線，用戶只需要通過runtests('testmainfunc.m')把“testmainfunc.m”放到流水線上并且“打開開關”就可以了。它是MATLAB的類matlab.unittest.FunctionTestCase的對象。

圖3 單元測試Framework和測試函數的相互作用

返回的testCase是類matlab.unittest.FunctionTestCase的對象，有很多成員驗證方法可以提供給用戶調用，我們的第一版的getArea函數如下, 要求函數接受兩個參數，并且都是數值類型：

我們先給這個getArea寫第一個測試點，確保測試getArea函數在接受兩個參數的時候，能給出正確的答案：

我們給testGetArea.m添加一個局部函數叫做testTwoInputs，按照規定，該局部函數的名字要以test開頭，后面的名字要能夠盡量反應該測試點的實際測試的內容。verifyTrue是一個testCase對象所支持的方法，它用來驗證其第一個參數，作為一個表達式，是否為真。verifyTrue的第二個參數接受字符串，在測試失敗時提供診斷提示。一個很常見的問題是：getArea是一個極其簡單的函數，內部的工作就是把兩個輸入相乘，在這里驗證getArea(10,22) == 220真的有必要嗎？請讀者記住這個問題，它是理解單元測試的精要之一。下面我們來運行這個測試:

測試返回一個matlab.unittest.TestResult對象，其中包括運行測試的結果，不出意料我們的函數通過了這輪簡單的測試。如果函數沒有通過測試，比如我們故意要驗證一個錯誤的結果：getArea(10,22) ==0。

Framework將給出詳盡的錯誤報告, 其中Test Diagnostic欄目中報告的就是verifyTrue函數中的第二個參數所提供的診斷信息。

我們再添加一個負面測試，回憶第一版的函數getArea不支持單個參數，如下：

我們可以利用lasterr函數得到了這個錯誤的Error ID,這個Error ID將在負面測試中用到。下面是這個負面測試，驗證在只有一個輸入的情況下，getArea函數能夠如預期報錯。我們給測試添加一個新的測試點，叫做testTwoInputsInvalid。

在testTwoInputsInvalid中，我們使用了測試對象的verifyError成員函數，它的第一個參數是函數句柄，即要執行的語言（會出錯的語句），第二個參數是要驗證的MATLAB錯誤的Error ID, 就是我們前面用lasterr函數得到的信息。verifyError內部還有try和catch,可以運行函數句柄，捕捉到錯誤，并且把Error ID和第二個參數做比較。再舉一個例子，我們先在getArea函數中規定所有的輸入必須是數值類型，所以如果輸入的是字符串，getArea將報錯，先再命令行中實驗一下，以便得到Error ID：

然后再把這個負面測試添加到testGetArea中去：

運行一遍，一個正面測試，一個負面測試都全部通過。

getArea函數的單元測試: 版本II & III

測試的準備和清理工作: Tests Fixtures

驗證方法: Types of Qualification

測試方法論和以測試驅動開發(Test-Driven Development)