模式组合的测试策略

模式组合的测试策略

设计模式在JavaScript开发中常被组合使用以解决复杂问题，但组合后的测试策略需要特殊考虑。不同模式的交互可能产生意料之外的副作用，测试时需覆盖单独模式行为与组合后的整体效果。

组合模式的基本测试原则

测试组合模式时应当遵循三个核心原则：

1. 隔离测试：每个独立模式需通过自身单元测试
2. 交互测试：验证模式间的通信是否符合预期
3. 集成测试：整体功能需通过场景化验证

// 示例：测试观察者模式与策略模式组合
class Subject {
  constructor() {
    this.observers = [];
    this.strategy = null;
  }
  
  setStrategy(strategy) {
    this.strategy = strategy;
    this.notify();
  }
  
  // ...观察者模式其他实现
}

// 测试用例应分别验证策略切换和通知功能
describe('组合模式测试', () => {
  it('应正确切换策略', () => {
    const subject = new Subject();
    const mockStrategy = { execute: jest.fn() };
    subject.setStrategy(mockStrategy);
    expect(subject.strategy).toBe(mockStrategy);
  });
  
  it('策略变更应触发通知', () => {
    const subject = new Subject();
    const mockObserver = { update: jest.fn() };
    subject.addObserver(mockObserver);
    subject.setStrategy({});
    expect(mockObserver.update).toHaveBeenCalled();
  });
});

常见模式组合的测试重点

观察者+状态模式

这种组合常见于UI组件管理，测试要点包括：

• 状态变更是否触发正确通知
• 观察者是否收到完整状态快照
• 状态转换边界条件

class StateMachine {
  constructor() {
    this.state = 'idle';
    this.observers = [];
  }
  
  transitionTo(state) {
    this.state = state;
    this.notify();
  }
  
  // ...其他实现
}

// 测试应覆盖状态转换和通知的耦合
test('状态转换应通知观察者', () => {
  const machine = new StateMachine();
  const observer = { update: jest.fn() };
  machine.addObserver(observer);
  machine.transitionTo('loading');
  expect(observer.update).toHaveBeenCalledWith('loading');
});

装饰器+工厂模式

测试装饰器工厂时需特别注意：

1. 装饰器是否保持被装饰对象的原始接口
2. 工厂产生的装饰器组合是否正确
3. 多层装饰时的调用顺序

// 组件基类
class Component {
  operation() {
    return '原始操作';
  }
}

// 装饰器工厂
function createDecorator(component, features) {
  return features.reduce((comp, feature) => {
    if (feature === 'logging') {
      return {
        operation: () => {
          console.log('操作开始');
          const result = comp.operation();
          console.log('操作结束');
          return result;
        }
      };
    }
    // 其他装饰逻辑
  }, component);
}

// 测试工厂生成的装饰器
test('日志装饰器应包装原始操作', () => {
  const decorated = createDecorator(new Component(), ['logging']);
  const spy = jest.spyOn(console, 'log');
  decorated.operation();
  expect(spy).toHaveBeenCalledWith('操作开始');
});

测试工具与技巧

模拟对象策略

组合模式测试中常用模拟技术：

• 使用Jest的mock函数验证回调
• 创建桩对象替代复杂依赖
• 捕获模式间的通信消息

// 测试命令模式与备忘录模式的交互
test('执行命令应更新备忘录', () => {
  const mockMemento = {
    save: jest.fn(),
    restore: jest.fn()
  };
  const command = new SomeCommand(mockMemento);
  
  command.execute();
  expect(mockMemento.save).toHaveBeenCalledWith(
    expect.objectContaining({ state: 'executed' })
  );
});

异步模式组合测试

当涉及异步操作的模式组合时：

1. 使用async/await处理异步依赖
2. 模拟定时器控制执行时序
3. 验证回调链的正确性

// 测试发布/订阅与Promise的组合
test('异步事件应触发订阅者', async () => {
  const emitter = new EventEmitter();
  const mockHandler = jest.fn();
  
  emitter.on('data', mockHandler);
  await emitter.emitAsync('data');
  
  expect(mockHandler).toHaveBeenCalled();
});

测试覆盖率优化

针对模式组合的特殊考虑：

• 增加模式连接点的边界测试
• 覆盖所有可能的组合路径
• 监控模式间的调用堆栈

// 测试中介者模式与多个同事类的交互
test('中介者应协调多个同事对象', () => {
  const mediator = new Mediator();
  const colleagueA = new Colleague(mediator);
  const colleagueB = new Colleague(mediator);
  
  jest.spyOn(colleagueA, 'receive');
  colleagueB.send('message');
  
  expect(colleagueA.receive).toHaveBeenCalledWith(
    'message',
    expect.any(Number) // 验证时间戳
  );
});

性能与安全测试

模式组合可能引入的性能问题：

1. 观察者链导致的级联更新
2. 装饰器嵌套带来的调用开销
3. 策略频繁切换的GC压力

// 性能测试示例
test('多层装饰不应指数级降级性能', () => {
  let component = new BaseComponent();
  const start = performance.now();
  
  for(let i = 0; i < 1000; i++) {
    component = new LoggingDecorator(component);
  }
  
  component.execute();
  const duration = performance.now() - start;
  expect(duration).toBeLessThan(100); // 毫秒阈值
});

测试驱动开发实践

在TDD中应用模式组合测试：

1. 先编写单个模式的失败测试
2. 逐步添加组合场景的测试
3. 重构时保持组合接口不变

// TDD示例：迭代开发组合模式
describe('迭代开发策略组合', () => {
  // 第一阶段：基础策略
  test('基础策略应返回默认值', () => {
    const strategy = new BaseStrategy();
    expect(strategy.calculate()).toBe(0);
  });
  
  // 第二阶段：组合验证
  test('组合策略应应用所有规则', () => {
    const composite = new CompositeStrategy([
      new DiscountStrategy(),
      new TaxStrategy()
    ]);
    expect(composite.calculate(100)).toBe(85); // 假设折扣10%+税5%
  });
});