doctest简介

Doctest 是一个用于编写文档测试的 Python 模块。它允许将代码示例嵌入到文档中，并自动执行这些示例并验证输出是否正确。这使得文档保持***和准确，对于库和框架的使用者来说非常有用。在本文中，我们将对 Doctest 进行详细介绍，并探讨如何在 Python 中使用它。

Doctest 的基本用法非常简单。在文档字符串中插入一个交互式的 Python 会话示例，Doctest 将自动执行该代码，并将其输出与文档中的预期输出进行比较。如果输出匹配，则测试通过。这使得编写和维护文档测试变得非常简单和直观。

以下是一个示例：

```python

def add(a

b):

"""

返回两个数的和。

>>> add(1

2)

3

>>> add(5

5)

10

"""

return a + b

```

在这个例子中，我们定义了一个简单的函数 `add`，它接受两个参数 `a` 和 `b`，并返回它们的和。我们使用 Doctest 在函数的文档字符串中嵌入了两个示例，分别测试了 `add(1

2)` 和 `add(5

5)` 的输出是否正确。

要运行 Doctest，只需要在模块的顶层加入以下代码：

```python

if __name__ == '__main__':

import doctest

doctest.testmod()

```

这将自动运行所有文档字符串中的示例，并将测试结果打印到控制台。

Doctest 不仅可以用于函数和方法的文档测试，还可以用于模块和类的文档测试。它可以测试函数和方法的调用结果、异常、文件输出等等。所有这些都可以通过在文档字符串中编写示例来实现。

要测试异常情况，只需在示例后面加入一个 `Raises 异常类型` 的标记，如下所示：

```python

def divide(a

b):

"""

将两个数相除。

>>> divide(10

2)

5.0

>>> divide(10

0) # 除以0会触发 ZeroDivisionError 异常

Traceback (most recent call last):

...

ZeroDivisionError: division by zero

"""

return a / b

```

Doctest 还支持使用 `NORMALIZE_WHITESPACE` 标记来忽略输出中的空白字符差异。这对于测试多行输出非常有用，如以下示例：

```python

def get_name():

"""

返回一个人的全名。

>>> get_name()

'John Doe'

>>> print(get_name())

John

Doe

"""

return 'John Doe'

```

以上示例中，***个示例正常工作，因为输出完全匹配。然而，第二个示例在输出中有额外的换行符，因此会失败。为了解决这个问题，我们可以使用 `NORMALIZE_WHITESPACE` 标记，如下所示：

```python

def get_name():

"""

返回一个人的全名。

>>> get_name()

'John Doe'

>>> print(get_name())

John

Doe

"""

return 'John Doe'

```

为了使用 `NORMALIZE_WHITESPACE` 标记，可以将示例中的预期输出从字符串改为 Python 列表，每个元素表示一行输出。

除了在代码中嵌入测试示例，Doctest 还可以从外部文件中加载测试示例。这使得可以将测试用例分离出来，这对于大型项目来说非常有用。要加载外部文件中的测试示例，只需在文档字符串中插入一个 `.. doctest::` 指令，该指令后面跟着文件的路径，如以下示例所示：

```python

def my_function():

"""

一个示例函数。

.. doctest::

:options: +SKIP

test_file.txt

"""

pass

```

在示例中，我们使用 `.. doctest::` 指令将 `test_file.txt` 文件中的测试示例加载到函数的文档字符串中。

在编写 Doctest 的时候，还需要考虑一些注意事项。首先，Doctest 并不是一个全功能的测试框架，它可能无法满足所有的测试需求。对于一些复杂的测试需求，我们可能需要使用其他测试框架，如 unittest 或 pytest。

其次，Doctest 会自动将文档字符串中的示例代码和输出与实际运行时的结果进行比较。因此，如果示例代码中有一些与运行环境相关的因素，如日期、时间、路径等，那么测试可能会因为这些差异而失败。为了解决这个问题，Doctest 提供了一些特殊的选项，如 `ELLIPSIS` 和 `SKIP`，以处理这些环境相关的差异。

***，Doctest 只能测试文档字符串中的示例代码。它不能测试隐藏在函数和方法中的复杂逻辑。因此，在使用 Doctest 时，我们需要保证示例代码具有足够的覆盖范围。

总的来说，Doctest 是一个非常有用的模块，可以帮助我们编写和维护准确的文档和测试。它的简单和直观的语法使得编写测试变得非常容易，而且能够提供与实际运行时结果的一致性检查。虽然 Doctest 并不是一个完整的测试框架，但它在许多简单的测试场景下非常实用，并且与其他测试框架可以很好地配合使用。