1000 auf einen Streich

Das man als Entwickler:in nicht nur Code, sondern auch Tests zu schreiben hat, ist ein alter Hut. Trotzdem ist es für viele eine lästige und monotone Arbeit. Außerdem ist es noch lange nicht garantiert, dass Unit-Tests auch wirklich alle Grenz- und sonstigen Fälle abdecken. Ein moderner Ansatz ist eigenschaftsbasiertes Testen, bei dem eine abstrakte Bedingung spezifiziert und dann vom Testframework automatisch überprüft wird. In diesem Vortrag gebe ich einen Überblick und zeige Beispiele, in welchen Domänen diese praktisch einsetzbar sind.

Errata: Folie 51 ist für jqwik nicht korrekt, da "size" eine untergeordnete Rolle bei den Generatoren spielt

Weiterführende Ressourcen: https://lars.hupel.info/articles/property-testing-ressourcen/

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1. 1000 auf einen
   Streich
   Lars Hupel
   JAX
   2023-05-10
   

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3. Wo würde man diese Zeile finden?
   int mid = (low + high) / 2;
   3
   

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4. … und wo ist der Fehler?
   int mid = (low + high) / 2;
   4
   

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6. Programmierung & Bugs
   6
   

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7. Requirements
   Design/Architecture
   Implementation
   Testing
   Operation
   7
   

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8. Alle hassen Bugs
   Aber sie halten sich hartnäckig …
   8
   

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9. Requirements
   Design/Architecture
   Implementation
   Testing
   Operation
   “Debugging”
   9
   

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10. 10
    NIST 2002
    Vorsicht bei der
    Interpretation!
    

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11. “Program testing can be a
    very effective way to show
    the presence of bugs, but it is
    hopelessly inadequate for
    showing their absence”
    

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12. Spezifikationen
    12
    

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13. Was sind Spezifikationen?
    13
    

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14. Was sind Spezifikationen?
    14
    

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15. Was sind Spezifikationen?
    15
    

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16. Was sind Spezifikationen?
    16
    

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17. Was machen Spezifikationen?
    Spezifikation Implementation
    ???
    17
    

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18. Gab es ja alles schon einmal …
    18
    

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19. Ausführbare Spezifikationen
    19
    

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20. Binäre Suche, die Zweite
    20
    int mid = (low + high) / 2;
    

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21. Binäre Suche, die Zweite
    21
    int mid = (low + high) / 2;
    assert low <= mid;
    assert mid <= high;
    

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22. Property
    Binäre Suche, die Zweite
    22
    assert low <= high;
    assert 0 <= low;
    int mid = (low + high) / 2;
    assert low <= mid;
    assert mid <= high;
    

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24. 24
    Property
    Parameter Ergebnis
    

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25. 25
    Property
    Parameter
    Vorbedingung
    Success
    Failure
    Skipped
    Nachbdg.
    

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27. Sortierung (vereinfacht)
    27
    int[] sort(int[] input);
    

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28. Nachbedingung
    28
    boolean isSorted(int[] input);
    

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29. Property
    Nachbedingung
    29
    var output = sort(input);
    assert isSorted(output);
    

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30. Sortierung
    herstellen
    Sortierung
    prüfen
    

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31. Sortierung
    herstellen
    Sortierung
    prüfen
    

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33. 33
    int[] sort(int[] input) {
    // …
    }
    

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34. 34
    int[] sort(int[] input) {
    return new int[] {};
    }
    

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35. Invariante
    35
    boolean hasSameElements(
    int[] array1,
    int[] array2
    );
    

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36. Property
    Invariante
    36
    var output = sort(input);
    assert hasSameElements(
    input,
    output
    );
    

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38. Ja, aber …
    Sortierfunktionen
    implementiere ich
    nicht!
    Was ist mit meiner
    Geschäftslogik?
    Soll ich jetzt den
    ganzen Code
    spezifizieren?
    

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39. “One way is to make it so
    simple that there are
    obviously no deficiencies
    

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40. “One way is to make it so
    simple that there are
    obviously no deficiencies,
    and the other way is to make
    it so complicated that there
    are no obvious deficiencies.”
    

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41. Sortierung
    herstellen
    Sortierung
    prüfen
    

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42. X
    herstellen
    X
    prüfen
    

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45. Property-Testing in Java
    45
    

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46. Beispiel: jqwik
    ● Property-Testing für Java
    ● nahtlos integriert in JUnit 5 Platform
    https://jqwik.net/
    46
    +
    

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47. 47
    class SortTests {
    @Property
    void testSorted(@ForAll int[] array) {
    // …
    }
    }
    

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48. Wie werden Parameter generiert?
    48
    public interface Arbitrary {
    RandomGenerator generator(int size);
    }
    

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49. Wie werden Parameter generiert?
    49
    public interface RandomGenerator {
    Shrinkable next(Random random);
    }
    

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50. Wie werden Parameter generiert geschrumpft?
    50
    public interface Shrinkable {
    T value();
    Stream> shrink();
    }
    

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51. 51
    Arbitrary
    suchen
    beginnend mit
    size = 1 …
    T erzeugen
    Property
    füttern
    T schrumpfen size += 1
    Property
    füttern
    

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54. View Slide

55. In der Praxis
    55
    

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57. Central Bank Digital Currency
    57
    CBDC
    Banknotes Bank deposits
    and e-money
    Issued by the
    central bank
    Digital money
    

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58. View Slide

59. How money is represented in G+D Filia®
    59
    

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65. Fazit
    1 Der Einstieg ist leicht. Man muss es bloß tun.
    2 PT erzwingt besseres Design.
    3 Designfehler werden früh aufgedeckt.
    4 PT ist nicht das Allheilmittel.
    

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66. Questions?
    Answers!
    Lars Hupel
    https://lars.hupel.info
    lars.hupel@gi-de.com
    

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67. Bildquellen
    ● Edsger W. Dijskstra: Hamilton Richards, CC-BY-
    SA 3.0,
    https://commons.wikimedia.org/w/index.php?ti
    tle=File:Edsger_Wybe_Dijkstra.jpg&oldid=7102
    50942
    ● ER-Modell: Jhon, CC-BY-SA 4.0,
    https://commons.wikimedia.org/w/index.php?ti
    tle=File:Scd_model.png&oldid=498684760
    ● BPMN: Mikelo Skarabo, CC-BY-SA 4.0,
    https://commons.wikimedia.org/w/index.php?ti
    tle=File:BPMN-
    AProcessWithNormalFlow.svg&oldid=7345119
    59
    ● Tony Hoare: Rama, CC-BY-SA 2.0,
    https://commons.wikimedia.org/w/index.php?ti
    tle=File:Sir_Tony_Hoare_IMG_5125.jpg&oldid=
    732060083
    

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