pre-commit 自动化测试入门：新手必读指南

本文介绍了如何使用pre-commit自动化代码格式化和测试等任务，确保每次提交的代码都符合团队的标准和最佳实践。通过配置和定义钩子，可以自动执行代码风格检查、格式化、测试等多种任务。此外，文章还详细讲解了如何安装和配置pre-commit，以及如何编写和集成自动化测试脚本，帮助开发者提高代码质量和开发效率。pre-commit自动化测试入门指南将带领你掌握这些关键步骤。

1.1 什么是pre-commit

pre-commit 是一个开源的 Python 工具，用于在提交代码之前执行一系列钩子（hook），以确保代码符合特定的约定或标准。它通过在提交前运行多个预提交钩子来帮助开发团队保持代码质量和一致性。

1.2 pre-commit在项目开发中的作用

在项目开发过程中，pre-commit 可以自动执行代码风格检查、格式化、测试等任务，确保每次提交的代码都符合团队的约定和最佳实践。这不仅提高了代码质量，还减少了开发过程中因代码不一致而产生的问题。

1.3 为什么需要自动化测试

自动化测试是软件开发中的一个重要环节，它能够帮助开发者在早期阶段发现错误，从而减少后期调试的成本。通过自动化测试，可以确保代码在新功能添加或修改后仍然能够正常工作，这不仅提升了软件的稳定性和可靠性，还能提高团队的开发效率。

自动化测试可以分为单元测试、集成测试和端到端测试等不同类型。单元测试主要用于测试代码的基本单元，比如函数或类的方法。而集成测试则关注不同组件之间的交互。端到端测试则模拟用户操作，验证整个应用的功能流程。

2.1 安装pre-commit工具

首先，你需要安装 Python 的 pre-commit 工具。可以通过 pip 来安装它：

pip install pre-commit

安装完成后，你可以在本地创建一个项目，并初始化 pre-commit：

pre-commit install

2.2 配置pre-commit环境

你需要在项目根目录下创建一个 .pre-commit-config.yaml 文件来配置 pre-commit。这个文件定义了你想要执行的钩子以及它们的参数。

例如，以下是一个基本的配置文件：

repos:
  - repo: https://github.com/pre-commit/pre-commit-hooks
    rev: v3.2.0
    hooks:
      - id: trailing-whitespace
      - id: end-of-file-whitespace
  - repo: https://github.com/psf/black
    rev: 21.6b0
    hooks:
      - id: black

上面的配置文件中定义了两个仓库（repo）：一个用于 pre-commit-hooks，另一个用于 black（一个代码格式化工具）。每个仓库都定义了一组钩子（hooks），这些钩子将在每次提交时自动执行。

2.3 创建pre-commit钩子

在 .pre-commit-config.yaml 文件中，你定义了钩子（hooks）。每个钩子都有一个 id，用于指定你要执行的具体操作。例如，trailing-whitespace 钩子用于检查代码中的尾随空白字符。

你还可以自定义钩子，例如添加自定义的测试脚本：

repos:
  - repo: https://github.com/pre-commit/pre-commit-hooks
    rev: v3.2.0
    hooks:
      - id: trailing-whitespace
      - id: end-of-file-whitespace
  - repo: https://github.com/psf/black
    rev: 21.6b0
    hooks:
      - id: black
  - repo: https://github.com/your-repo
    rev: master
    hooks:
      - id: my_custom_hook
        name: Run My Custom Tests
        language: python
        files: ^tests/.*
        args: ['--verbose']

在上面的示例中，我们添加了一个自定义的钩子 my_custom_hook，它将运行位于 tests/ 目录下的测试脚本，并传递 --verbose 参数。

3.1 选择合适的测试框架

对于 Python 项目，常用的测试框架有 unittest 和 pytest。unittest 是 Python 自带的测试框架，而 pytest 则是一个更现代且功能更丰富的框架。

本节我们将使用 pytest 作为示例。首先，确保已安装 pytest：

pip install pytest

3.2 编写测试用例

使用 pytest 编写一个简单的测试脚本。假设我们有一个简单的函数，用于计算两个数字的和：

# my_module.py
def add_numbers(a, b):
    return a + b

接下来，编写一个测试脚本来检查这个函数的正确性：

# tests/test_add_numbers.py
def test_add_numbers():
    assert add_numbers(1, 2) == 3
    assert add_numbers(-1, 1) == 0

上面的测试脚本定义了一个测试函数 test_add_numbers，它使用 assert 语句来验证 add_numbers 函数的输出是否符合预期。

3.3 将测试脚本添加到pre-commit钩子中

为了将上述测试脚本添加到 pre-commit 中，我们需要在 .pre-commit-config.yaml 文件中定义一个新的钩子：

repos:
  - repo: https://github.com/pre-commit/pre-commit-hooks
    rev: v3.2.0
    hooks:
      - id: trailing-whitespace
      - id: end-of-file-whitespace
  - repo: https://github.com/psf/black
    rev: 21.6b0
    hooks:
      - id: black
  - repo: https://github.com/your-repo
    rev: master
    hooks:
      - id: my_custom_hook
        name: Run My Custom Tests
        language: python
        files: ^tests/.*
        args: ['--verbose']

然后，在你的项目根目录下创建一个 hooks 目录，并在其中定义一个 my_custom_hook 脚本：

# hooks/my_custom_hook
#!/bin/sh
pytest --verbose

确保给 my_custom_hook 脚本执行权限：

chmod +x hooks/my_custom_hook

现在，每次提交代码时，pre-commit 将会自动运行 my_custom_hook，并执行 pytest 来验证测试是否通过。

4.1 遇到的问题

1. 钩子未执行：确保在 .pre-commit-config.yaml 文件中正确定义了钩子，并且钩子的 id 和 language 字段与实际的脚本路径一致。例如，以下是一个示例配置：

   hooks:
    - id: my_custom_hook
      name: Run My Custom Tests
      language: python
      files: ^tests/.*
      args: ['--verbose']

   如果钩子未执行，可以检查错误日志以定位问题所在。例如，以下是一个示例错误日志：

   $ pytest --verbose
   ERROR: test_add_numbers (tests.test_add_numbers)

   检查测试脚本的输出以定位问题所在。

2. 测试失败：如果测试脚本失败，可能是因为代码或配置中存在错误。例如，以下是一个示例错误日志：

   $ pytest --verbose
   FAILED tests/test_add_numbers.py::test_add_numbers - AssertionError: 4 != 3

   检查测试脚本的输出以定位问题所在。

3. 性能问题：运行测试脚本可能会耗费一些时间，特别是在大型项目中。可以考虑启用并行测试以加快测试速度。例如，使用 pytest-xdist 插件来并行运行测试：

   pip install pytest-xdist
   pytest --verbose -n 4

4.2 解决方案

1. 确保钩子配置正确：检查 .pre-commit-config.yaml 文件的配置是否准确，确保每个钩子的 id 和 language 字段与实际脚本路径匹配。
2. 调试测试脚本：如果测试脚本失败，执行 pytest 或其他测试工具来手动运行测试脚本，以获取详细的错误信息。
3. 优化性能：如果测试脚本运行时间过长，可以考虑使用并行测试工具，如 pytest-xdist，来加速测试过程。

4.3 注意事项

• 钩子执行顺序：钩子的执行顺序取决于 .pre-commit-config.yaml 文件中的定义顺序。确保顺序符合你的需求。
• 性能优化：避免在钩子中执行耗时操作，如复杂的计算或网络请求。可以使用缓存机制来加速这些操作。
• 测试覆盖率：确保你的测试覆盖了关键的代码路径，以提高代码质量。

5.1 案例分析

假设你正在开发一个简单的 Web 应用，使用 Flask 框架。你希望在每次提交代码前确保前端和后端代码都通过了相关测试。

首先，你需要安装 Flask 和相关的测试工具：

pip install Flask pytest pytest-flask

然后，定义一个简单的 Flask 应用：

# app.py
from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello, World!'

@app.route('/add/<int:a>/<int:b>')
def add_numbers(a, b):
    return str(a + b)

接下来，编写一个测试脚本 tests/test_app.py 来测试这个应用：

# tests/test_app.py
from app import app

def test_hello_world():
    response = app.test_client().get('/')
    assert response.status_code == 200
    assert response.data.decode('utf-8') == 'Hello, World!'

def test_add_numbers():
    client = app.test_client()
    response = client.get('/add/1/2')
    assert response.status_code == 200
    assert response.data.decode('utf-8') == '3'

5.2 实践操作

为了将测试脚本添加到 pre-commit 中，我们需要在 .pre-commit-config.yaml 文件中定义一个新的钩子：

repos:
  - repo: https://github.com/pre-commit/pre-commit-hooks
    rev: v3.2.0
    hooks:
      - id: trailing-whitespace
      - id: end-of-file-whitespace
  - repo: https://github.com/psf/black
    rev: 21.6b0
    hooks:
      - id: black
  - repo: https://github.com/your-repo
    rev: master
    hooks:
      - id: my_custom_hook
        name: Run My Custom Tests
        language: python
        files: ^tests/.*
        args: ['--verbose']

然后，在你的项目根目录下创建一个 hooks 目录，并在其中定义一个 my_custom_hook 脚本：

# hooks/my_custom_hook
#!/bin/sh
pytest --verbose

确保给 my_custom_hook 脚本执行权限：

chmod +x hooks/my_custom_hook

5.3 巩固练习

1. 增加更多钩子：除了基本的代码格式化和测试外，你还可以添加更多的钩子，如代码质量检查、安全扫描等。
2. 并行测试：如果项目规模较大，可以使用 pytest-xdist 插件来并行运行测试，以提高测试速度。
3. 持续集成：将 pre-commit 的钩子集成到持续集成（CI）流程中，确保每次提交都能自动运行。

6.1 小结

通过本指南，你已经学习了如何使用 pre-commit 来自动化代码格式化、测试等任务。pre-commit 可以帮助你保持代码的一致性和质量，从而提高开发效率。通过定义和配置钩子，你可以在每次提交代码前自动运行各种检查和测试，确保代码符合团队的标准和最佳实践。

6.2 建议进阶学习的资源

• 慕课网：慕课网提供了丰富的编程课程，包括 Python 和其他编程语言，可以帮助你进一步学习和提升编程技能。慕课网
• GitHub：GitHub 上有许多开源的 pre-commit 钩子实现，你可以参考这些实现来扩展你的配置。GitHub
• Python 官方文档：Python 官方文档提供了详细的 unittest 和 pytest 文档，帮助你更好地理解和使用这些测试框架。Python 官方文档

6.3 参考资料

• pre-commit GitHub 仓库：https://github.com/pre-commit/pre-commit
• pytest 官方文档：https://docs.pytest.org/en/latest/
• pytest-flask GitHub 仓库：https://github.com/dcwatson/pytest-flask
• pytest-xdist GitHub 仓库：https://github.com/pytest-dev/pytest-xdist