Tests unitaires : définition, principes et bonnes pratiques

Garantir la fiabilité et la qualité du code est l’une des exigences majeures des développeurs. Une méthode éprouvée pour atteindre cet objectif est l’utilisation de tests unitaires, outil redoutable pour renforcer la robustesse et la maintenabilité du code.

Les tests unitaires permettent de détecter les bugs dès les premières étapes du développement pour s’assurer du bon fonctionnement du logiciel ou de l’application, afin de réduire les coûts associés à la correction des erreurs.

En quoi consiste la méthode de test unitaire ? Pourquoi ces tests sont-ils utiles ? Comment les exécuter ? Freelance Informatique vous livre son guide complet pour connaître toutes les bonnes pratiques à ce sujet !

Qu’est-ce qu’un test unitaire ?

Comme son nom l’indique, le Test Unitaire (TU) a pour objectif de tester des unités de code. Il s’agit du processus de vérification des plus petites parties non divisibles d’un code source pour s’assurer de leur bon fonctionnement dans les conditions prévues. Ces unités de code sont généralement des fonctions, des méthodes ou des classes. L’idée est donc de contrôler de manière isolée chaque fraction du code, indépendamment du reste du projet.

Ces tests unitaires sont automatisés et sont exécutés fréquemment, dès que de nouvelles modifications sont effectuées par les développeurs dans le code.

Réaliser des tests unitaires compte parmi les bonnes pratiques à adopter en matière d’Assurance Qualité Logicielle (AQL). Il ne s’agit cependant pas du seul type de tests existants :

• Les tests fonctionnels : cette pratique consiste à évaluer les fonctionnalités proposées à l'utilisateur final du logiciel ou de l’application ;
• Les tests d’intégration : contrairement aux tests fonctionnels, qui se concentrent sur des unités de code isolées, ils vérifient que l'interaction entre les différents composants d’un système est conforme ;
• Les tests système : ils vont au-delà du test d’intégration en examinant le comportement de l’application dans son ensemble au sein de son environnement, réel ou simulé ;
• Les tests de régression : ils permettent de s’assurer qu’une modification récente du code n’a pas introduit de régressions des fonctionnalités existantes, c’est-à-dire un dysfonctionnement de ces dernières suite à un changement ;
• Les tests de performance : à travers la mesure de différentes métriques telles que le temps de réponse, la capacité de traitement ou la consommation de ressources, ils vérifient que l’application répond aux objectifs de performance exigés ;
• Le TDD (Test Driven Development) : avec cette méthodologie de développement logiciel, les tests sont écrits avant même que le code fonctionnel ne soit implémenté. Ils suivent un cycle itératif de test, code et refactorisation.

Pourquoi avoir recours aux tests unitaires ?

Très puissants, les tests unitaires permettent d’accélérer le processus de développement. Méthode clé utilisée par les développeurs, ils sont essentiels pour garantir la fiabilité du code produit, et ce pour plusieurs raisons :

• Amélioration de la qualité du code : grâce aux tests unitaires, il est possible de s’assurer du bon fonctionnement de chaque petite partie du code. Les erreurs sont ainsi corrigées beaucoup plus facilement, ce qui donne lieu à un logiciel ou à une application beaucoup plus robuste et fiable ;
• Détection précoce des bugs : l’exécution automatique et régulière de tests unitaires permet aux développeurs de détecter les bugs dès l’intégration de nouvelles fonctionnalités au projet. Leur résolution est donc possible immédiatement, avant qu’ils n’affectent d’autres parties du système, ce qui permet de gagner un temps précieux sur le processus de développement ;
• Facilitation de la maintenance du code : lors de modifications ou de refactorisations du code, ce type de tests permet de s’assurer que les changements n’induisent pas de nouvelles erreurs. Les mises à jour du code sont ainsi beaucoup moins risquées ;
• Réduction des coûts de développement à long terme : bien que l'écriture de tests unitaires demande un investissement initial, elle entraîne des économies significatives à long terme. En détectant et en corrigeant les bugs le plus tôt possible, les développeurs réduisent les coûts associés aux corrections tardives, qui peuvent être bien plus importants. Le code produit étant de bien meilleure qualité, il nécessite moins de maintenance et de corrections par la suite ;
• Collaboration simplifiée : le code testé à l’aide de cette méthode est plus compréhensible et lisible, ce qui permet à plusieurs développeurs de travailler conjointement sur un projet sans risquer de faire des erreurs ;
• Rédaction du code en fonction d’une spécification : au lieu de tester d’éventuels bugs, les tests unitaires peuvent être utilisés pour s’assurer de la conformité du projet à une spécification établie en amont. Le développement de composants s’y conformant est alors facilité.

Les principes fondamentaux des tests unitaires

Pour écrire des tests unitaires, le développeur doit respecter des principes fondamentaux, qui lui garantissent qu’ils sont correctement structurés et exécutables régulièrement pour tester le code à chaque étape du développement en détectant toutes les erreurs.

Décomposition du code en unités

Le principe fondamental du test unitaire est la décomposition du code en unités testables. Une unité est la plus petite portion du code qui peut être testée de manière isolée. Selon le langage de programmation, le type de programme concerné et le contexte d'utilisation des tests unitaires, cette unité ne sera pas la même. Il peut ainsi s’agir d’une fonction, d’une méthode de classe, d’un module, d’un objet, etc.

Par exemple, pour le langage Python, plusieurs types d’unités peuvent être utilisés dans le cadre des tests unitaires : les fonctions, les classes et leurs méthodes ou encore les modules.

Isolation des dépendances

Chaque unité doit être totalement isolée des autres, ainsi que de ses dépendances externes. Cette isolation permet de s’assurer que l’unité testée n’est pas influencée par des facteurs externes. L’ordre de lancement des tests n’a ainsi pas d’incidence sur le résultat des tests ultérieurs. Des techniques comme le mocking ou le stubbing permettent de simuler des comportements de dépendance.

Automatisation des tests

Pour être exécutés fréquemment et rapidement, les tests unitaires doivent être automatisés. Cela permet leur intégration dans le processus de développement continu : les tests sont ainsi lancés lors de chaque modification du code, ce qui permet de détecter immédiatement les erreurs.

Pour ne pas nécessiter la vérification d’un développeur lors de chaque exécution des tests unitaires, il existe des exécuteurs de tests ou test runners. Il s’agit de composants logiciels chargés d’exécuter des tests et de rapporter leurs résultats, qui sont évalués par une librairie d’assertion ou framework d’assertion.

Reproductibilité des tests

La reproductibilité, aussi appelée rejouabilité, désigne le fait que les tests unitaires doivent aboutir aux mêmes résultats, quel que soit l’ordre ou l’environnement dans lequel ils sont exécutés. Ils doivent donc faire abstraction d'appels en base de données ou de requêtes HTTP. Cette reproductibilité permet de s’assurer de la fiabilité et de la robustesse des tests.

Quelques bonnes pratiques pour la réalisation de tests unitaires

Des bonnes pratiques doivent être respectées lors de la création des tests unitaires pour s’assurer de leur performance.

Utilisation d’un framework de tests

Pour écrire les tests unitaires, il est conseillé aux développeurs de recourir à un framework de tests. Cet outil fournit un environnement structuré pour l’exécution des tests, ainsi que des méthodes qui permettent d’accélérer leur élaboration. De nombreux frameworks existent, s’adaptant à divers langages de programmation.

On retrouve notamment :

• JUnit pour Java ;
• NUnit pour .NETt ;
• XUnit.net ;
• Visual Studio Unit Testing Framework (anciennement appelé MSTest), créé par Microsoft ;
• pytest pour Python.

Chaque framework offre ses propres fonctionnalités et avantages : il convient de choisir soigneusement celui qui s’adapte le mieux au projet, en fonction du langage adopté et des spécifications souhaitées.

Élaboration de tests unitaires lisibles et efficaces

Plusieurs stratégies peuvent être employées pour écrire des tests unitaires efficaces :

• Écrivez des tests simples, clairs et concis. N’hésitez pas à utiliser le pattern AAA (Arrange, Act et Assert) pour une meilleure lisibilité ;
• Choisissez la bonne unité de test pour que toutes les fonctionnalités soient examinées ;
• Assurez-vous d’une couverture de test optimale : cette donnée indique le pourcentage de lignes de code exécutées par les tests par rapport au nombre total de lignes dans le programme ;
• Gardez une trace de tous vos tests unitaires à l’aide d’un outil de gestion des versions ;
• Maintenez une séparation entre votre environnement de test et votre environnement de développement.

Maintenance et documentation des tests unitaires

Pour garantir l’efficacité et la maintenabilité des tests unitaires sur une longue durée, il est essentiel de rédiger une documentation de test qui explique leur objectif et leur fonctionnement. Une maintenance régulière des tests doit aussi être effectuée, pour s’assurer de leur cohérence avec les évolutions du code. Enfin, pour que les tests unitaires restent clairs, rapides et lisibles, il est nécessaire de s’assurer qu’ils ne sont ni redondants ni excessifs. Cela pourrait compliquer leur mise à jour et nuire à leur vitesse d’exécution.