Test Driven Development verstehen

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Test Driven Development ist eine Art der Softwareentwicklung, bei der Sie Tests durchführen, bevor Sie den Code schreiben. In diesem Artikel erfahren Sie, was Test Driven Development ist, welche Vorteile sie bietet, welche Arten es gibt und welche Schritte Sie unternehmen können, um diese Softwaretechnik zu erlernen.

Was ist Test Driven Development

Test Driven Development (TDD) ist eine Methode der Softwareentwicklung, bei der der Schwerpunkt auf dem Schreiben von Tests liegt, bevor der Code geschrieben wird, der getestet werden soll. Diese Technik steht im Gegensatz zu den traditionellen Entwicklungsmethoden, bei denen in der Regel zuerst der Code geschrieben wird und die Tests erst später hinzugefügt werden. 

Das TDD-Konzept ist bei den Mitgliedern der agilen Gemeinschaft beliebt, wo „Test First“-Praktiken bereits in den 1990er Jahren an Popularität gewannen. Bei der agilen Softwareentwicklung handelt es sich um ein Rahmenwerk, das Programmierer dazu anleiten soll, Code auf eine Art und Weise zu entwickeln, die adaptiv und kollaborativ ist und der Entwicklung in interdisziplinären Teams Priorität einräumt. Programmierer, die diese Art von Testverfahren anwenden, berichten häufig von Vorteilen wie geringeren Fehlerquoten und höherer Entwurfsqualität in allen Entwicklungsphasen.

Die Entwicklungszyklusphasen von TDD

Test Driven Development folgt einer sehr einfachen Idee: Schreiben Sie zuerst den Test und dann den Code, der auf das Bestehen des Tests ausgerichtet ist. Es ist ein Zyklus mit den folgenden Schritten:

1. Schreiben Sie den Test: Sie beginnen mit dem Schreiben eines Unit Tests, der einen Aspekt des Programms oder der Funktion beschreibt, die Sie entwickeln.

2. Ausführen des Tests: Sie führen den Test aus, und in der Regel schlägt er fehl, weil Sie das Programm oder die Funktion noch nicht implementiert haben.

3. Schreiben Sie den Code: Schreiben Sie dann den einfachsten Basiscode, der notwendig ist, um den Test zu bestehen.

4. Führen Sie den Test erneut aus: Wenn der Test bestanden wird, können Sie sicher sein, dass der neue Code wie erwartet funktioniert. Wenn nicht, schreiben Sie weiter Code, bis der Test erfolgreich ist.

5. Bereinigen Sie den Code: Wenn alle Tests erfolgreich waren, bereinigen Sie den Code, damit er für den Benutzer intuitiver und lesbarer wird.

Das Hauptmerkmal von Test Driven Development ist dieser kurze Test/Code-Zyklus, der sich oft auf eine einzige Anforderung konzentriert, um einen einzigen Testfall zu bestehen. 

Unit-Tests in Test Driven Development sollten deterministisch sein und nicht von sich ändernden Daten oder externen Systemen abhängig sein.

Arten von Test Driven Development

Test Driven Development ist eine Methodik, die Sie an verschiedene Entwicklungsumgebungen und Anforderungen anpassen können. Es gibt mehrere allgemein anerkannte Arten von TDD, jede mit ihren eigenen Merkmalen und Einsatzmöglichkeiten. 

Das traditionelle Test Driven Development, wie in den obigen Schritten beschrieben, ist die einfachste Form von TDD und wird auch als Rot-Grün-Refactoring bezeichnet. 

Bei diesem Ansatz schreibt ein Entwickler einen fehlgeschlagenen Testfall (rot), schreibt den Code, um den Test zu bestehen (grün) und überarbeitet dann den Code zur Optimierung, während er grün bleibt. 

Neben dieser Methode gibt es verschiedene andere Arten von TDD, darunter:

Behavior Driven Development (BDD)

Behavior Driven Development (BDD) ist ein Softwareentwicklungsansatz, der TDD ergänzt. Während sich TDD auf die Feinheiten einzelner Funktionen im Code konzentriert, zoomt BDD heraus, um die Erstellung ganzer Funktionen anzuleiten. Es beginnt mit Beispielen, die in natürlicher Sprache beschrieben werden und oft auf den Bedürfnissen der Benutzer basieren, wodurch es sowohl für technische als auch für nicht-technische Beteiligte zugänglich ist.

BDD schlägt eine Brücke zwischen kodierungs- und benutzerzentrierten Anforderungen. Es verwendet ein strukturiertes Format, um natürlichsprachliche Beispiele in ausführbare Testfälle umzuwandeln. Diese Struktur erleichtert nicht nur die nahtlose Entwicklung, sondern kann auch die Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern aus verschiedenen Disziplinen fördern. 

Model Driven Development (MDD)

Model Driven Development (MDD) ist eine Softwareentwicklungsmethodik, die Modelle als Grundlage für die Erstellung umfassender Unternehmensanwendungen verwendet. 

Diese Modelle ermöglichen bessere Logik und führen zu einer höheren Abstraktionsebene als auch einem vereinfachten Entwicklungsprozess.

Im Gegensatz zu den traditionellen codezentrierten Ansätzen werden bei MDD die Modelle als primäre Quelle für die Ausführung von Programmen betrachtet, die eine Codegenerierung beinhalten können oder auch nicht.

Acceptance Test Driven Development (ATDD)

Bei Acceptance Test-Driven Development (ATDD) verlagert sich der Schwerpunkt von Unit Tests auf Akzeptanztests. 

Sie schreiben Tests auf der Grundlage der Kundenperspektive und beabsichtigen, die Entwicklung auf die Bereitstellung der Funktionen auszurichten, die die Kunden tatsächlich wünschen – oder akzeptieren. Entwickler, Tester und andere Beteiligte arbeiten bei ATDD oft eng zusammen.

Vorteile von TDD

Test Driven Development hat mehrere Vorteile, die sie für Entwickler attraktiv machen können. Zu den Vorteilen gehören die folgenden.

Erhöhte Codequalität

Bei der richtigen Anwendung kann TDD die Sicherheit für die Korrektheit und Zuverlässigkeit des Codes deutlich erhöhen, sodass es einfacher ist, mit weiteren Entwicklungszyklen fortzufahren.

Schnelle Fehlererkennung und -korrektur

Da Sie den Code unmittelbar nach dem Schreiben testen, werden Fehler schnell erkannt und können leichter korrigiert werden, vor allem, wenn die Logik noch frisch im Gedächtnis ist.

Isoliertes Testen

TDD fördert die Konstruktion von Code in einer Art und Weise, die Klassen und Methoden leicht für sich testbar macht, und bietet so eine granulare Ebene der Prüfung.

Geringerer Debugging-Aufwand

Durch sofortiges Testen wird der Zeitaufwand für die Fehlersuche erheblich reduziert, da etwaige Fehler in der Regel schon früh im Entwicklungszyklus erkannt werden.

Inkrementelle Upgrades

Aufgrund des strengen Testzyklus ist es mit TDD einfacher, neue Funktionen hinzuzufügen oder Änderungen am System vorzunehmen und dabei die Integrität zu wahren.

Nachteile von TDD

Obwohl Test Driven Development mehrere Vorteile für die Softwareentwicklung bietet, ist sie nicht ohne Herausforderungen und Einschränkungen. Hier sind einige relevante Nachteile, die Sie berücksichtigen sollten:

Risiko der Redundanz

Wenn Sie die Tests nicht gut entwerfen, kann es zu Redundanzen im Testcode kommen, was zu unnötiger Arbeit führt. Dieses Problem tritt besonders häufig bei TDD-Einsteigern auf.

Erhöhter Vorab-Code

Das Design von Test Driven Development erfordert, dass Sie mehr Code im Vorfeld schreiben, einschließlich der Testfälle selbst, bevor die eigentliche Implementierung beginnt. 

Gefälschtes Vertrauen

Schlecht konzipierte Tests können ein falsches Gefühl der Sicherheit vermitteln, was möglicherweise zu übersehenen Fehlern und verminderter Codequalität führt. 

Dadurch können Implementierungen, die nicht speziell für das Bestehen eines bestimmten Tests konzipiert sind, zu Fehlern führen, die unentdeckt bleiben.

Inkompatibilität mit bestimmten Systemen

Einige Systeme oder Programmieraufgaben passen nicht von Natur aus in das TDD-Design. 

Zum Beispiel kann es eine Herausforderung sein, das breite Spektrum möglicher Interaktionen – die in Anwendungs-UIs, Netzwerkprogrammierung und ähnlichen Funktionen vorkommen, effektiv zu beheben. Selbst, wenn Sie in der Lage sind, „Test-first“-Codes für sie zu schreiben.

Wie man TDD lernt

Der Einstieg in Test Driven Development kann eine lohnende Erfahrung sein, die Ihre Programmierfähigkeiten verbessert und Ihnen einen systematischen Ansatz zum Schreiben und Debuggen von Code bietet. Um den TDD-Pfad einzuschlagen, können Sie einfach diese Schritte nehmen. 

Identifizieren Sie Ihre Stärken und Schwächen in TDD

Bevor Sie in TDD eintauchen, sollten Sie einschätzen, was Sie bereits wissen und wo Sie sich möglicherweise verbessern müssen. 

• Sind Sie mit Unit-Tests vertraut? 

• Wie sieht es mit der Sprache aus, die Sie für TDD verwenden werden? 

• Zu wissen, wo Sie stehen, kann Ihnen helfen, Ihre Lernbemühungen effektiv zu konzentrieren.

Finden Sie Online-Ressourcen

Sie können eine Fülle von Online-Kursen, Tutorials und Dokumentation speziell für Test Driven Development finden. 

Wählen Sie eine zuverlässige Quelle und bleiben Sie dabei, um die grundlegenden Praktiken zu verstehen. Vergewissern Sie sich, dass die Kurse oder Ressourcen für Ihren derzeitigen Kenntnisstand geeignet sind.

Üben Sie Beispiele aus der Praxis

Übung macht den Meister – und das gilt auch für TDD. 

Beginnen Sie mit einfachen Übungen und gehen Sie dann nach und nach zu komplexeren Projekten über, wenn sich Ihre Fähigkeiten entwickeln. Ihr theoretisches Wissen in die Praxis umzusetzen, wird langfristig zu einem unschätzbarem Wert werden. 

Erste Schritte mit Coursera

Auf Coursera können Sie spannende Kurse zu TDD und ähnlichen Anwendungen belegen, die von Top-Universitäten angeboten werden. 

Als ersten Schritt sollten Sie Einführung in die test- und verhaltensgesteuerte Entwicklung von IBM absolvieren. Durch die Teilnahme an Online-Kursen wie diesem sind Sie auf dem besten Weg, Test Driven Development zu meistern und dadurch ein zuverlässigerer und erfolgreicher Programmierer zu werden.