需求驅動測試：你的代碼真的在按需行事嗎？ Detail - fastapi,django,flask,python 風流倜儻的傷痕 Blog

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title: 需求驅動測試：你的代碼真的在按需行事嗎？
date: 2025-09-11T01:11:39+08:00
lastmod: 2025-09-11T01:11:39+08:00
author: cmdragon

summary:
需求驅動測試（Requirement-Driven Testing）是一種在測試驅動開發（TDD）中先根據需求定義測試用例，再實現功能的開發方法。在FastAPI開發中，首先分析API接口需求文檔，將需求轉化為具體的測試斷言，編寫失敗測試，逐步實現功能使測試通過。典型測試場景包括HTTP狀態碼驗證、響應數據結構驗證、錯誤處理邏輯、權限驗證和數據驗證規則。通過實戰案例展示了用户註冊API的測試用例設計和業務邏輯實現，強調了數據驗證、錯誤處理和響應結構的關鍵實現。

categories:

fastapi

tags:

需求驅動測試

FastAPI
測試用例設計
用户註冊API
Pydantic
錯誤處理
測試驅動開發

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1. 需求驅動測試用例設計

1.1 什麼是需求驅動測試

需求驅動測試（Requirement-Driven Testing）是在測試驅動開發(TDD)中先根據需求定義測試用例，再實現功能的開發方法。在FastAPI開發中，這意味着：

先分析API接口需求文檔（如OpenAPI規範）
將需求轉化為具體的測試斷言
編寫失敗測試（Red階段）
逐步實現功能使測試通過（Green階段）

這能確保代碼精確滿足需求且具備可測性。

1.2 測試用例設計流程

graph TD
    A[分析API需求] --> B[定義輸入/輸出]
    B --> C[編寫Pydantic模型]
    C --> D[創建測試斷言]
    D --> E[實現業務邏輯]
    E --> F[重構優化]

1.3 典型測試場景

在FastAPI中需要覆蓋：

✅ HTTP狀態碼驗證
✅ 響應數據結構驗證
✅ 錯誤處理邏輯
✅ 權限驗證
✅ 數據驗證規則

2. 實戰案例：用户註冊API

假設需求文檔要求：

通過POST /register註冊新用户
必填字段：username(5-20字符), password(8+字符)
用户名衝突返回409
成功返回201幷包含用户ID

2.1 測試用例實現

# test_user_api.py
# 所需依賴：pytest==7.1.2, httpx==0.23.0
from fastapi.testclient import TestClient
from pydantic import BaseModel
import pytest

class UserCreate(BaseModel):
    username: str
    password: str

# 測試類封裝
class TestUserRegistration:
    @pytest.fixture(autouse=True)
    def setup(self, client: TestClient):
        self.client = client
        self.url = "/register"
    
    def test_successful_registration(self):
        """需求1&4：驗證成功註冊"""
        response = self.client.post(
            self.url,
            json={"username": "new_user", "password": "StrongPass123"}
        )
        assert response.status_code == 201
        assert "user_id" in response.json()
    
    def test_username_conflict(self):
        """需求3：驗證用户名衝突"""
        # 先創建測試用户
        self.client.post(self.url, json={
            "username": "existing",
            "password": "Password123"
        })
        
        # 再次使用相同用户名
        response = self.client.post(
            self.url,
            json={"username": "existing", "password": "NewPass456"}
        )
        assert response.status_code == 409
        assert response.json()["detail"] == "Username already exists"
    
    def test_invalid_password(self):
        """需求2：驗證密碼規則"""
        response = self.client.post(
            self.url,
            json={"username": "short_pass", "password": "abc"}
        )
        assert response.status_code == 422
        errors = response.json()["detail"]
        assert any("ensure this value has at least 8 characters" in e["msg"] for e in errors)

2.2 業務邏輯實現

# main.py
# 所需依賴：fastapi==0.78.0, pydantic==1.10.2
from fastapi import FastAPI, HTTPException, status
from pydantic import BaseModel, constr

app = FastAPI()
mock_db = []

# 使用Pydantic嚴格數據約束
class UserCreate(BaseModel):
    username: constr(min_length=5, max_length=20)
    password: constr(min_length=8)

@app.post("/register", status_code=status.HTTP_201_CREATED)
def register_user(user: UserCreate):
    """實現用户註冊邏輯"""
    # 檢查用户名衝突
    if any(u["username"] == user.username for u in mock_db):
        raise HTTPException(
            status_code=409,
            detail="Username already exists"
        )
    
    # 創建用户記錄（模擬DB插入）
    new_user = {
        "user_id": len(mock_db) + 1,
        "username": user.username
    }
    mock_db.append(new_user)
    
    return new_user

2.3 關鍵實現説明

數據驗證：使用constr限制字段長度，自動返回422錯誤
錯誤處理：針對衝突場景返回409狀態碼
響應結構：嚴格匹配測試定義的響應字段
狀態管理：使用status模塊保證狀態碼常量正確性

3. 課後Quiz

問題1

當測試返回422錯誤時，通常表示什麼類型的問題？
A) 服務器內部錯誤
B) 權限驗證失敗
C) 請求數據驗證失敗
D) 路由不存在

<details>
<summary>查看答案</summary>
C) 請求數據驗證失敗
解析：FastAPI通過Pydantic進行自動數據驗證，不符合模型約束的請求會返回422 Unprocessable Entity
</details>

問題2

在需求驅動測試中，應該何時編寫業務邏輯代碼？
A) 在編寫測試用例之前
B) 與測試用例同時編寫
C) 在測試用例失敗之後
D) 在所有測試設計完成後

<details>
<summary>查看答案</summary>
C) 在測試用例失敗之後
解析：TDD標準流程是Red-Green-Refactor，先編寫失敗測試，再實現功能使測試通過
</details>

問題3

如何處理API的多版本兼容測試需求？
A) 為每個版本複製測試套件
B) 使用參數化測試覆蓋不同版本
C) 忽略老版本測試
D) 在路由中使用版本前綴

# 參考答案B示例
@pytest.mark.parametrize("version", ["v1", "v2"])
def test_api_version_compatibility(client, version):
    response = client.get(f"/{version}/users")
    assert response.status_code == 200

4. 常見報錯解決方案

4.1 422 Validation Error

觸發場景：

{
  "detail": [
    {
      "loc": ["body", "password"],
      "msg": "ensure this value has at least 8 characters",
      "type": "value_error.any_str.min_length"
    }
  ]
}

解決方案：

檢查請求數據是否符合Pydantic模型定義
使用OpenAPI文檔驗證數據結構
添加默認值或Optional字段處理可選參數

自定義錯誤消息提升可讀性：

password: constr(
 min_length=8, 
 error_msg="密碼長度至少8個字符"
)

4.2 405 Method Not Allowed

觸發場景：
向未定義的路由發送請求時

解決方案：

檢查路由定義方法（GET/POST等）是否匹配
驗證請求URL末尾是否誤加斜槓
使用APIRouter時檢查前綴配置

4.3 500 Internal Server Error

排查步驟：

查看uvicorn日誌定位異常堆棧

在代碼中添加中間件捕獲異常：

@app.middleware("http")
async def catch_exceptions(request, call_next):
 try:
     return await call_next(request)
 except Exception as exc:
     logger.error(f"Unhandled exception: {exc}")
     return JSONResponse(...)

使用測試覆蓋率工具檢查邊緣用例

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