深入探讨Java中为测试而将类设为公共的相关问题

简介

在Java的软件开发过程中，测试是确保代码质量和可靠性的关键环节。而在测试过程中，如何访问和测试那些原本访问修饰符并非public的类，是一个常见的问题。“should i make classes public to test them java” 这个问题引发了开发者对于类的访问控制和测试策略的思考。本文将深入剖析这一主题，涵盖基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践等方面，帮助读者更好地理解和处理这类问题。

目录

1. 基础概念
   • 访问修饰符概述
   • 为测试将类设为public的意义
2. 使用方法
   • 将类设为public进行测试
   • 不设为public的替代测试方法
3. 常见实践
   • 何时考虑将类设为public
   • 不建议设为public的场景
4. 最佳实践
   • 平衡访问控制与可测试性
   • 测试策略与设计模式
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

访问修饰符概述

在Java中，有四种访问修饰符：public、protected、default（也称为包访问权限，无关键字）和private。 - public：具有最高的访问权限，类、方法或字段声明为public时，在任何包中的任何类都可以访问。 - protected：主要用于继承场景，修饰的成员在同一包内的类以及不同包中的子类可以访问。 - default：当成员没有显式的访问修饰符时，即为default访问权限，只能被同一包内的类访问。 - private：具有最严格的访问限制，只能在声明该成员的类内部访问。

为测试将类设为public的意义

将类设为public以便测试，意味着打破原有的访问控制边界，让测试类能够直接实例化和调用被测试类的方法。这在某些情况下能够简化测试过程，尤其是当被测试类与测试类处于不同包，且原本的访问修饰符限制了访问时。

使用方法

将类设为public进行测试

假设我们有一个原本访问修饰符为default的类Calculator：

// 位于package com.example.defaultpackage;
class Calculator {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

在测试类中，如果Calculator和测试类不在同一包，直接访问会导致编译错误。将Calculator类设为public：

// 位于package com.example.defaultpackage;
public class Calculator {
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

测试类CalculatorTest：

import com.example.defaultpackage.Calculator;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalculatorTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        int result = calculator.add(2, 3);
        assertEquals(5, result);
    }
}

不设为public的替代测试方法

如果不想将类设为public，可以利用反射机制来访问和测试类。例如，对于上述Calculator类：

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class CalculatorReflectionTest {
    @Test
    public void testAddUsingReflection() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchConstructorException {
        // 获取Calculator类
        Class<?> calculatorClass = Class.forName("com.example.defaultpackage.Calculator");
        // 获取无参构造函数并实例化对象
        Constructor<?> constructor = calculatorClass.getDeclaredConstructor();
        constructor.setAccessible(true);
        Object calculator = constructor.newInstance();

        // 获取add方法
        Method addMethod = calculatorClass.getDeclaredMethod("add", int.class, int.class);
        addMethod.setAccessible(true);

        // 调用add方法并断言结果
        int result = (int) addMethod.invoke(calculator, 2, 3);
        assertEquals(5, result);
    }
}

常见实践

何时考虑将类设为public

• 小型项目或内部工具类：在一些小型项目或仅供内部使用的工具类中，如果访问控制的严格性要求不高，将类设为public可以快速实现测试，减少开发时间。
• 单测隔离性要求低：当单元测试对被测试类的隔离性要求不高，且类的使用范围相对较广时，将类设为public不会带来明显的安全或设计问题。

不建议设为public的场景

• 大型项目中的核心业务类：在大型项目中，核心业务类通常有严格的访问控制要求，将其设为public可能会破坏整体的设计架构，增加代码被误修改或滥用的风险。
• 安全性敏感的类：对于涉及敏感信息或安全相关的类，如加密模块、用户认证类等，将类设为public可能会导致安全漏洞。

最佳实践

平衡访问控制与可测试性

• 设计良好的接口：通过设计接口，将需要测试的功能暴露出来，而类本身可以保持合适的访问修饰符。测试类通过接口来调用被测试类的方法，既保证了访问控制，又实现了可测试性。

// 定义接口
public interface CalculatorInterface {
    int add(int a, int b);
}

// 实现接口的类，访问修饰符可以是default
class CalculatorImpl implements CalculatorInterface {
    @Override
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

// 测试类
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalculatorInterfaceTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        CalculatorInterface calculator = new CalculatorImpl();
        int result = calculator.add(2, 3);
        assertEquals(5, result);
    }
}

• 内部类与包访问权限：合理利用内部类和包访问权限，将相关的类放在同一个包内，测试类也放在该包中，这样可以在不将类设为public的情况下进行测试。

测试策略与设计模式

• 使用工厂模式：在创建对象时，可以使用工厂模式，将对象的创建逻辑封装在工厂类中。测试类通过调用工厂类的方法来获取被测试对象，这样可以在不改变被测试类访问修饰符的情况下进行测试。

// 工厂类
public class CalculatorFactory {
    public static CalculatorInterface createCalculator() {
        return new CalculatorImpl();
    }
}

// 测试类
import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

public class CalculatorFactoryTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        CalculatorInterface calculator = CalculatorFactory.createCalculator();
        int result = calculator.add(2, 3);
        assertEquals(5, result);
    }
}

小结

在Java中，为测试而将类设为public是一个需要谨慎考虑的问题。我们需要理解不同访问修饰符的含义以及它们对代码可访问性的影响。虽然将类设为public可以简化测试过程，但在许多情况下，我们可以通过其他方法如反射、接口设计、工厂模式等来实现测试，同时保持类的访问控制。在实际开发中，应根据项目的规模、安全性要求以及代码的设计架构等因素，综合权衡选择最合适的测试策略，以确保代码的质量和可维护性。

参考资料

• 《Effective Java》 - Joshua Bloch
• Oracle Java Documentation
• 各类Java开源项目中的测试实践代码库