测试驱动开发（TDD）：红-绿-重构实战

TDD 颠覆了传统流程：先编写一个会失败的测试，然后编写刚好能让测试通过的代码。

红-绿-重构循环

1. 红：编写一个描述期望行为的失败测试
2. 绿：编写最简单的代码使其通过
3. 重构：在不破坏测试的前提下清理代码

实战示例：购物车

步骤 1：红 - 编写失败的测试

// cart.test.ts
import { ShoppingCart } from './cart';

describe('ShoppingCart', () => {
  it('should start empty', () => {
    const cart = new ShoppingCart();
    expect(cart.items).toHaveLength(0);
    expect(cart.total).toBe(0);
  });
});

步骤 2：绿 - 最小实现

// cart.ts
export class ShoppingCart {
  items: never[] = [];
  total = 0;
}

步骤 3：再次红 - 添加更多行为

it('should add items', () => {
  const cart = new ShoppingCart();
  cart.addItem({ id: '1', name: 'Book', price: 15.99, quantity: 2 });
  expect(cart.items).toHaveLength(1);
  expect(cart.total).toBe(31.98);
});

步骤 4：绿

interface CartItem {
  id: string;
  name: string;
  price: number;
  quantity: number;
}

export class ShoppingCart {
  private _items: CartItem[] = [];

  get items(): CartItem[] { return [...this._items]; }

  get total(): number {
    return this._items.reduce((sum, item) => sum + item.price * item.quantity, 0);
  }

  addItem(item: CartItem): void {
    const existing = this._items.find(i => i.id === item.id);
    if (existing) {
      existing.quantity += item.quantity;
    } else {
      this._items.push({ ...item });
    }
  }
}

继续：移除商品

it('should remove items', () => {
  const cart = new ShoppingCart();
  cart.addItem({ id: '1', name: 'Book', price: 15.99, quantity: 1 });
  cart.removeItem('1');
  expect(cart.items).toHaveLength(0);
});

it('should apply discount', () => {
  const cart = new ShoppingCart();
  cart.addItem({ id: '1', name: 'Book', price: 100, quantity: 1 });
  cart.applyDiscount(10); // 10% off
  expect(cart.total).toBe(90);
});

由外而内的 TDD（伦敦学派）

// 从外部开始：使用 mock 的控制器测试
describe('POST /cart/items', () => {
  it('should add item to cart', async () => {
    const mockCartService = { addItem: jest.fn().mockResolvedValue(updatedCart) };
    const controller = new CartController(mockCartService);

    const req = { body: { itemId: '1', quantity: 2 }, user: { id: 'user1' } };
    const res = { json: jest.fn() };

    await controller.addItem(req, res);

    expect(mockCartService.addItem).toHaveBeenCalledWith('user1', '1', 2);
    expect(res.json).toHaveBeenCalledWith(updatedCart);
  });
});

何时使用 TDD

非常适合：

• 业务逻辑和算法
• 工具函数和纯函数
• 复杂状态机

不太适用：

• UI 组件（优先使用快照/交互测试）
• 数据库迁移
• 第三方集成

TDD 的好处

• 设计压力：难以测试的代码往往设计不佳
• 文档：测试描述了期望的行为
• 信心：重构时无需担心
• 覆盖率：按定义，所有代码都有测试

TDD 的纪律在长期维护、多人协作的代码库中回报最大。