Развитие функциональности библиотеки разработкой на основе тестов
Теперь, когда мы извлекли логику в src/lib.rs и оставили разбор аргументов командной строки и обработку ошибок в src/main.rs, стало гораздо проще писать тесты для основной функциональности нашего кода. Мы можем вызывать функции напрямую с различными аргументами и проверить возвращаемые значения без необходимости вызова нашего двоичного файла из командной строки.
В этом разделе в программу minigrep мы добавим логику поиска с использованием процесса разработки через тестирование (TDD), который следует этим шагам:
- Напишите тест, который завершается неудачей, и запустите его, чтобы убедиться, что он не сработал именно по той причине, которую вы ожидаете.
- Пишите или изменяйте ровно столько кода, чтобы успешно выполнился новый тест.
- Выполните рефакторинг кода, который вы только что добавили или изменили, и убедитесь, что тесты продолжают проходить.
- Повторите с шага 1!
Хотя это всего лишь один из многих способов написания программного обеспечения, TDD может помочь в разработке кода. Написание теста перед написанием кода, обеспечивающего прохождение теста, помогает поддерживать высокое покрытие тестами на протяжении всего процесса разработки.
Мы протестируем реализацию функциональности, которая делает поиск строки запроса в содержимом файла и создание списка строк, соответствующих запросу. Мы добавим эту функциональность в функцию под названием search.
Написание теста с ошибкой
Поскольку они нам больше не нужны, давайте удалим инструкции с println!, которые мы использовали для проверки поведения программы в src/lib.rs и src/main.rs. Затем в src/lib.rs мы добавим модуль tests с тестовой функцией, как делали это в главе 11. Тестовая функция определяет поведение, которое мы хотим проверить в функции search: она должна принимать запрос и текст для поиска, а возвращать только те строки из текста, которые содержат запрос. В листинге 12-15 показан этот тест, который пока не компилируется.
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
Ok(())
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Листинг 12-15: Создание безуспешного теста для функции search, которую мы хотим создать
Этот тест ищет строку "duct". Текст, в котором мы ищем, состоит из трёх строк, только одна из которых содержит "duct" (обратите внимание, что обратная косая черта после открывающей двойной кавычки говорит Rust не помещать символ новой строки в начало содержимого этого строкового литерала). Мы проверяем, что значение, возвращаемое функцией search, содержит только ожидаемую нами строку.
Мы не можем запустить этот тест и увидеть сбой, потому что тест даже не компилируется: функции search ещё не существует! В соответствии с принципами TDD мы добавим ровно столько кода, чтобы тест компилировался и запускался, добавив определение функции search, которая всегда возвращает пустой вектор, как показано в листинге 12-16. Потом тест должен скомпилироваться и потерпеть неудачу при запуске, потому что пустой вектор не равен вектору, содержащему строку "safe, fast, productive."
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
Ok(())
}
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
vec![]
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Листинг 12-16. Определение функции search, достаточное, чтобы тест скомпилировался
Заметьте, что в сигнатуре search нужно явно указать время жизни 'a для аргумента contents и возвращаемого значения. Напомним из Главы 10, что параметры времени жизни указывают с временем жизни какого аргумента связано время жизни возвращаемого значения. В данном случае мы говорим, что возвращаемый вектор должен содержать срезы строк, ссылающиеся на содержимое аргумента contents (а не аргумента query).
Другими словами, мы говорим Rust, что данные, возвращаемые функцией search, будут жить до тех пор, пока живут данные, переданные в функцию search через аргумент contents. Это важно! Чтобы ссылки были действительными, данные, на которые ссылаются с помощью срезов тоже должны быть действительными; если компилятор предполагает, что мы делаем строковые срезы переменной query, а не переменной contents, он неправильно выполнит проверку безопасности.
Если мы забудем аннотации времени жизни и попробуем скомпилировать эту функцию, то получим следующую ошибку:
$ cargo build
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
error[E0106]: missing lifetime specifier
--> src/lib.rs:28:51
|
28 | pub fn search(query: &str, contents: &str) -> Vec<&str> {
| ---- ---- ^ expected named lifetime parameter
|
= help: this function's return type contains a borrowed value, but the signature does not say whether it is borrowed from `query` or `contents`
help: consider introducing a named lifetime parameter
|
28 | pub fn search<'a>(query: &'a str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
| ++++ ++ ++ ++
For more information about this error, try `rustc --explain E0106`.
error: could not compile `minigrep` (lib) due to 1 previous error
Rust не может понять, какой из двух аргументов нам нужен, поэтому нужно сказать ему об этом. Так как contents является тем аргументом, который содержит весь наш текст, и мы хотим вернуть части этого текста, которые совпали при поиске, мы понимаем, что contents является аргументом, который должен быть связан с возвращаемым значением временем жизни.
Другие языки программирования не требуют от вас связывания в сигнатуре аргументов с возвращаемыми значениями, но после определённой практики вам станет проще. Можете сравнить этот пример с разделом «Проверка ссылок с временами жизни» главы 10.
Запустим тест:
$ cargo test
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.97s
Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/minigrep-9cd200e5fac0fc94)
running 1 test
test tests::one_result ... FAILED
failures:
---- tests::one_result stdout ----
thread 'tests::one_result' panicked at src/lib.rs:44:9:
assertion `left == right` failed
left: ["safe, fast, productive."]
right: []
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
failures:
tests::one_result
test result: FAILED. 0 passed; 1 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
error: test failed, to rerun pass `--lib`
Отлично. Наш тест не сработал, как мы и ожидали. Давайте сделаем так, чтобы он срабатывал!
Написание кода для прохождения теста
Сейчас наш тест не проходит, потому что мы всегда возвращаем пустой вектор. Чтобы исправить это и реализовать search, наша программа должна выполнить следующие шаги:
- Итерироваться по каждой строке содержимого.
- Проверить, содержит ли данная строка искомую.
- Если это так, добавить её в список значений, которые мы возвращаем.
- Если это не так, ничего не делать.
- Вернуть список результатов.
Давайте проработаем каждый шаг, начиная с перебора строк.
Перебор строк с помощью метода lines
В Rust есть полезный метод для построчной итерации строк, удобно названный lines, как показано в листинге 12-17. Обратите внимание, код пока не компилируется.
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
Ok(())
}
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
for line in contents.lines() {
// do something with line
}
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Листинг 12-17: Итерация по каждой строке из contents
Метод lines возвращает итератор. Мы подробно поговорим об итераторах в Главе 13, но вспомните, что вы видели этот способ использования итератора в Листинге 3-5, где мы использовали цикл for с итератором, чтобы выполнить некоторый код для каждого элемента в коллекции.
Поиск в каждой строке текста запроса
Далее мы проверяем, содержит ли текущая строка нашу искомую строку. К счастью, у строк есть полезный метод contains, который именно это и делает! Добавьте вызов метода contains в функции search, как показано в листинге 12-18. Обратите внимание, что это все ещё не компилируется.
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
Ok(())
}
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
for line in contents.lines() {
if line.contains(query) {
// do something with line
}
}
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Листинг 12-18. Добавление проверки, содержится ли query в строке
На данный момент мы наращиваем функциональность. Чтобы заставить это компилироваться, нам нужно вернуть значение из тела функции, как мы указали в сигнатуре функции.
Сохранение совпавшей строки
Чтобы завершить эту функцию, нам нужен способ сохранить совпадающие строки, которые мы хотим вернуть. Для этого мы можем создать изменяемый вектор перед циклом for и вызывать метод push для сохранения line в векторе. После цикла for мы возвращаем вектор, как показано в листинге 12-19.
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
Ok(())
}
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
let mut results = Vec::new();
for line in contents.lines() {
if line.contains(query) {
results.push(line);
}
}
results
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Листинг 12-19: Сохраняем совпавшие строки, чтобы впоследствии их можно было вернуть
Теперь функция search должна возвратить только строки, содержащие query, и тест должен пройти. Запустим его:
$ cargo test
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
Finished `test` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.22s
Running unittests src/lib.rs (target/debug/deps/minigrep-9cd200e5fac0fc94)
running 1 test
test tests::one_result ... ok
test result: ok. 1 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Running unittests src/main.rs (target/debug/deps/minigrep-9cd200e5fac0fc94)
running 0 tests
test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Doc-tests minigrep
running 0 tests
test result: ok. 0 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured; 0 filtered out; finished in 0.00s
Наш тест пройден, значит он работает!
На этом этапе мы могли бы рассмотреть возможности изменения реализации функции поиска, сохраняя прохождение тестов и поддерживая имеющуюся функциональность. Код в функции поиска не так уж плох, но он не использует некоторые полезные функции итераторов. Вернёмся к этому примеру в главе 13, где будем исследовать итераторы подробно, и посмотрим как его улучшить.
Использование функции search в функции run
Теперь, когда функция search работает и протестирована, нужно вызвать search из нашей функции run. Нам нужно передать значение config.query и contents, которые run читает из файла, в функцию search. Тогда run напечатает каждую строку, возвращаемую из search:
Файл: src/lib.rs
use std::error::Error;
use std::fs;
pub struct Config {
pub query: String,
pub file_path: String,
}
impl Config {
pub fn build(args: &[String]) -> Result<Config, &'static str> {
if args.len() < 3 {
return Err("not enough arguments");
}
let query = args[1].clone();
let file_path = args[2].clone();
Ok(Config { query, file_path })
}
}
pub fn run(config: Config) -> Result<(), Box<dyn Error>> {
let contents = fs::read_to_string(config.file_path)?;
for line in search(&config.query, &contents) {
println!("{line}");
}
Ok(())
}
pub fn search<'a>(query: &str, contents: &'a str) -> Vec<&'a str> {
let mut results = Vec::new();
for line in contents.lines() {
if line.contains(query) {
results.push(line);
}
}
results
}
#[cfg(test)]
mod tests {
use super::*;
#[test]
fn one_result() {
let query = "duct";
let contents = "\
Rust:
safe, fast, productive.
Pick three.";
assert_eq!(vec!["safe, fast, productive."], search(query, contents));
}
}
Мы по-прежнему используем цикл for для возврата каждой строки из функции search и её печати.
Теперь вся программа должна работать! Давайте попробуем сначала запустить её со словом «frog», которое должно вернуть только одну строчку из стихотворения Эмили Дикинсон:
$ cargo run -- frog poem.txt
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.38s
Running `target/debug/minigrep frog poem.txt`
How public, like a frog
Здорово! Теперь давайте попробуем слово, которое будет соответствовать нескольким строкам, например «body»:
$ cargo run -- body poem.txt
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0s
Running `target/debug/minigrep body poem.txt`
I'm nobody! Who are you?
Are you nobody, too?
How dreary to be somebody!
И наконец, давайте удостоверимся, что мы не получаем никаких строк, когда ищем слово, отсутствующее в стихотворении, например «monomorphization»:
$ cargo run -- monomorphization poem.txt
Compiling minigrep v0.1.0 (file:///projects/minigrep)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.0s
Running `target/debug/minigrep monomorphization poem.txt`
Отлично! Мы создали собственную мини-версию классического инструмента и научились тому, как структурировать приложения. Мы также немного узнали о файловом вводе и выводе, временах жизни, тестировании и разборе аргументов командной строки.
Чтобы завершить этот проект, мы кратко продемонстрируем пару вещей: как работать с переменными окружения и как печатать в стандартный поток ошибок, обе из которых полезны при написании консольных программ.