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Subscribe Archives March 18, 2025

验证优先开发

或者：为什么测试先行开发和测试驱动开发并不相同

前段时间，我在 Blue SiteFootnote 11 上争论说“测试先行开发 (TFD)”和“测试驱动开发 (TDD)”是不同的。前者是“在编写代码之前编写测试”，后者是一种范式、文化和规范的集合，它基于 TFD。更广泛地说，TFD 是验证优先开发 (Verification-First Development, VFD) 的一个特例，而 TDD 不是。

VFD：在编写代码之前，采取一些方法来验证代码是否正确，或者至少对将要采取的措施有所了解。

“验证”可能意味着编写测试，或者弄清楚如何在类型中编码不变性，或者添加契约，或者创建一个正式模型，或者编写一个单独的脚本来检查程序的输出。 只要有_一些_适当的东西就位，你就可以在构建代码的过程中运行它。 理想情况下，我们会为每个有趣的属性进行验证，但在实践中这很少可能。

通常，在代码部分完成之前，我们无法进行验证。 在这种情况下，弄清楚我们稍后将编写的验证仍然有帮助。 关键是要有一个_计划_并及时执行。

我使用“代码”作为我们程序员所做的任何事情的替代，而不仅仅是软件程序。 在使用约束求解器时，我尝试找到我知道答案的代表性问题。 在编写正式规范时，我在满足这些属性的设计之前弄清楚系统的属性。 在安全性和其他主题中可能也有等效项。

VFD 的好处

  1. 在编码之前进行验证可以降低我们完全跳过验证的可能性。 这相当于职业版的“做完作业才能看电视”。
  2. 如果我们首先在已知无法通过的代码上运行验证器，则更容易确保验证器正常工作。 调试可以工作的代码需要更多的自律。
  3. 我们可以在开发过程中更早地运行检查。 在破坏代码五分钟后意识到我们的代码已损坏，总比两个小时后意识到要好。

仅此而已，这些就是验证优先开发的好处。 这些也是以相对较少的投资获得_巨大的_好处。 VFD 的专门化，例如测试先行开发，可能具有更多好处，但也具有更多缺点。

VFD 的缺点

  1. 它会减慢我们的速度。 我知道很多人说“不，实际上它会让你从长远来看更快”，但那是_从长远来看_。 有时我们参加马拉松，有时我们冲刺。
  2. 验证会妨碍探索性编码，在这种编码中，我们不确切知道我们想要什么或如何做某事。
  3. 任何特定形式的验证都会对我们的代码施加压力，使其更容易使用该方法进行验证。 例如，如果我们主要通过类型不变量进行验证，我们需要弄清楚如何在语言的类型系统中表达这些东西，这可能不适合我们需要的特定不变量。Footnote 22

“压力”是否是一个真正的缺点存在很大争议

如果我必须总结是什么让“测试驱动开发”与 VFD 不同：Footnote 33

  1. 验证的形式应该专门是测试，而且是单元测试
  2. 测试压力总是好的。 “让你的代码更容易进行单元测试”与“让你的代码更好”相同。

这是所有各种“驱动”——TDD、Type Driven Development、Design by Contract——的共同点，即这种范式的目的是施加压力。 许多 TDD 专家声称，“拥有一个好的测试套件”只是 TDD 的次要好处，而真正的好处是它如何提高代码质量。Footnote 44

他们是否正确不是我想争论的事情：我看到这些方法都改善了我的代码结构，但也有时会恶化它。 无论如何，我认为压力总体上是 VFD 的一个缺点，尽管原因有些特殊。 如果没有压力，VFD 将完全独立于代码本身。 它将_只是_关于验证，我们的决定将完全取决于我们希望如何验证。 但是设计压力意味着我们的验证方法会影响我们正在检查的系统。 如果这些以某种方式冲突怎么办？

VFD 是一种技术，而不是一种范式

“技术”和“范式”之间的主要区别之一是范式彼此不能很好地协作。 如果你试图同时进行“正确”的测试驱动开发和“正确”的 Cleanroom，你的头就会爆炸。 而 VFD 作为一种“技术”意味着它可以与其他技术甚至许多完整的范式很好地协作。

开始使用它也不需要大量的练习。 在思考验证和使用所涉及的特定验证方法方面都需要练习才能_很好地使用_，但我们可以使用它不好，仍然受益。

  1. LinkedIn，你觉得我指的是什么？↩
  2. 在制作我自己的 sphinx 扩展时，这一点让我吃尽了苦头。 官方指南以一种高度动态的方式做事，Mypy 无法对其进行静态检查。 我不得不以一种完全不同的方式做事。 虽然最终结果更好！↩
  3. 有人会对我大喊大叫，说我完全错过了 TDD 的重点，那就是 XYZ。 好吧，猜猜怎么着，已经有人对我大喊大叫，说只有愚蠢的白痴才会认为 XYZ 在 TDD 中很重要。 放入你想要的任何 XYZ。↩
  4. 奇怪的是，所有范式都声称的另一件事：它们会带来更好的文档。 我可以看到这个论点，我只是觉得_每一个_都提出这个主张很奇怪！↩

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