Testgetriebene Entwicklung (TDD) im Frontend.

Testgetriebene Entwicklung (TDD) ist weithin dafür bekannt, die Codequalität zu verbessern und Fehler in der Softwareentwicklung zu reduzieren. Während TDD in der Back-End- und API-Entwicklung weit verbreitet ist, ist es in der Front-End-Entwicklung gleichermaßen leistungsstark. Durch das Schreiben von Tests vor der Implementierung von Funktionen können Front-End-Entwickler Probleme frühzeitig erkennen, eine konsistente Benutzererfahrung sicherstellen und sicher umgestalten. In diesem Artikel untersuchen wir TDD im Kontext der Front-End-Entwicklung, diskutieren seine Vorteile und gehen Beispiele mit React und JavaScript durch.

Warum TDD in der Frontend-Entwicklung verwenden?

Die Frontend-Entwicklung bringt einzigartige Herausforderungen mit sich, darunter Benutzerinteraktionen, das Rendern von Komponenten und die Verwaltung asynchroner Datenflüsse. TDD hilft, indem es Entwicklern ermöglicht, ihre Logik, Komponenten und UI-Zustände in jeder Phase zu validieren. Zu den Vorteilen von TDD im Frontend gehören:

Höhere Codequalität: Das Schreiben von Tests fördert zunächst sauberen, wartbaren Code, indem die Modularität erzwungen wird.

Verbessertes Entwicklervertrauen: Tests erkennen Fehler, bevor der Code die Produktion erreicht, und reduzieren so Regressionsfehler.

Bessere Benutzererfahrung: TDD stellt sicher, dass Komponenten und Interaktionen wie vorgesehen funktionieren, was zu einer reibungsloseren UX führt.

Refactoring-Sicherheit: Tests bieten ein Sicherheitsnetz, das es Entwicklern ermöglicht, Refactoring durchzuführen, ohne befürchten zu müssen, dass Funktionen beschädigt werden.

Wie TDD im Frontend funktioniert: Der Rot-Grün-Refaktor-Zyklus

Der TDD-Prozess folgt einem einfachen dreistufigen Zyklus: Rot, Grün, Refactor.

Rot – Schreiben Sie einen Test für ein neues Feature oder eine neue Funktionalität. Dieser Test sollte zunächst fehlschlagen, da noch kein Code implementiert ist.

Grün – Schreiben Sie den Mindestcode, der zum Bestehen des Tests erforderlich ist.
Refactor – Bereinigen und optimieren Sie den Code, ohne sein Verhalten zu ändern, um sicherzustellen, dass der Test weiterhin besteht.

Lassen Sie uns TDD anhand eines Beispiels für den Aufbau einer einfachen Suchkomponente in React anwenden.

Beispiel: Implementierung von TDD für eine Suchkomponente in React
Schritt 1: Einrichten Ihrer Testumgebung

Um mitzumachen, benötigen Sie:

Reagieren Sie zum Erstellen der UI-Komponenten.
Jest and React Testing Library zum Schreiben und Ausführen von Tests.

# Install dependencies
npx create-react-app tdd-search-component
cd tdd-search-component
npm install @testing-library/react

Schritt 2: Rote Phase – Schreiben des nicht bestandenen Tests

Angenommen, wir möchten eine Suchkomponente erstellen, die eine Liste von Elementen basierend auf Benutzereingaben filtert. Wir beginnen damit, einen Test zu schreiben, der prüft, ob die Komponente Elemente korrekt filtert.

// Search.test.js
import { render, screen, fireEvent } from "@testing-library/react";
import Search from "./Search";

test("filters items based on the search query", () => {
  const items = ["apple", "banana", "cherry"];
  render(<search items="{items}"></search>);

  // Ensure all items are rendered initially
  items.forEach(item => {
    expect(screen.getByText(item)).toBeInTheDocument();
  });

  // Type in the search box
  fireEvent.change(screen.getByRole("textbox"), { target: { value: "a" } });

  // Check that only items containing "a" are displayed
  expect(screen.getByText("apple")).toBeInTheDocument();
  expect(screen.getByText("banana")).toBeInTheDocument();
  expect(screen.queryByText("cherry")).not.toBeInTheDocument();
});

Das machen wir:

Rendern der Suchkomponente mit einem Array von Elementen.
Simulieren Sie die Eingabe von „a“ in das Suchfeld.
Bestätigt, dass nur die gefilterten Elemente angezeigt werden.

Wenn Sie den Test jetzt ausführen, schlägt dies fehl, da wir die Suchkomponente noch nicht implementiert haben. Dies ist die „Rote“ Phase.

Schritt 3: Grüne Phase – Schreiben des Mindestcodes zum Bestehen des Tests

Jetzt erstellen wir die Suchkomponente und schreiben den minimalen Code, der zum Bestehen des Tests erforderlich ist.

# Install dependencies
npx create-react-app tdd-search-component
cd tdd-search-component
npm install @testing-library/react

In diesem Code:

Wir verwenden useState, um die Suchabfrage zu speichern.
Wir filtern das Elementarray basierend auf der Abfrage.
Wir rendern nur die Elemente, die der Abfrage entsprechen.

Jetzt sollte die Durchführung des Tests zu einer „grünen“ Phase führen, in der der Test bestanden wird.

Schritt 4: Refactor – Verbesserung der Codestruktur und Lesbarkeit

Wenn der Test bestanden ist, können wir uns auf die Verbesserung der Codequalität konzentrieren. Eine kleine Umgestaltung könnte darin bestehen, die Filterlogik in eine separate Funktion zu extrahieren, um die Komponente modularer zu machen.

// Search.test.js
import { render, screen, fireEvent } from "@testing-library/react";
import Search from "./Search";

test("filters items based on the search query", () => {
  const items = ["apple", "banana", "cherry"];
  render(<search items="{items}"></search>);

  // Ensure all items are rendered initially
  items.forEach(item => {
    expect(screen.getByText(item)).toBeInTheDocument();
  });

  // Type in the search box
  fireEvent.change(screen.getByRole("textbox"), { target: { value: "a" } });

  // Check that only items containing "a" are displayed
  expect(screen.getByText("apple")).toBeInTheDocument();
  expect(screen.getByText("banana")).toBeInTheDocument();
  expect(screen.queryByText("cherry")).not.toBeInTheDocument();
});

Mit dem Refactor ist der Code sauberer und die Filterlogik ist wiederverwendbar. Durch die Durchführung des Tests wird sichergestellt, dass sich die Komponente weiterhin wie erwartet verhält.

TDD für die Bearbeitung von Randfällen

Bei TDD ist es wichtig, Randfälle zu berücksichtigen. Hier können wir Tests hinzufügen, um Fälle wie ein leeres Elementarray oder einen Suchbegriff zu behandeln, der mit keinem Element übereinstimmt.
Beispiel: Randfälle testen

// Search.js
import React, { useState } from "react";

function Search({ items }) {
  const [query, setQuery] = useState("");

  const filteredItems = items.filter(item =>
    item.toLowerCase().includes(query.toLowerCase())
  );

  return (
    <div>
      <input type="text" placeholder="Search..." value="{query}" onchange="{(e)"> setQuery(e.target.value)}
      />
      <ul>
        {filteredItems.map((item) => (
          <li key="{item}">{item}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default Search;

Diese Tests stellen außerdem sicher, dass unsere Komponente ungewöhnliche Szenarien meistert, ohne kaputt zu gehen.

TDD im asynchronen Frontend-Code

Frontend-Anwendungen sind häufig auf asynchrone Aktionen angewiesen, beispielsweise auf das Abrufen von Daten von einer API. TDD kann auch hier angewendet werden, erfordert jedoch die Handhabung asynchronen Verhaltens in Tests.
Beispiel: Testen einer asynchronen Suchkomponente

Angenommen, unsere Suchkomponente ruft Daten von einer API ab, anstatt sie als Requisite zu empfangen.

// Refactored Search.js
import React, { useState } from "react";

function filterItems(items, query) {
  return items.filter(item =>
    item.toLowerCase().includes(query.toLowerCase())
  );
}

function Search({ items }) {
  const [query, setQuery] = useState("");
  const filteredItems = filterItems(items, query);

  return (
    <div>
      <input type="text" placeholder="Search..." value="{query}" onchange="{(e)"> setQuery(e.target.value)}
      />
      <ul>
        {filteredItems.map((item) => (
          <li key="{item}">{item}</li>
        ))}
      </ul>
    </div>
  );
}

export default Search;

Beim Testen können wir jest.fn() verwenden, um die API-Antwort zu verspotten.

test("displays no items if the search query doesn't match any items", () => {
  const items = ["apple", "banana", "cherry"];
  render(<search items="{items}"></search>);

  // Type a query that doesn't match any items
  fireEvent.change(screen.getByRole("textbox"), { target: { value: "z" } });

  // Verify no items are displayed
  items.forEach(item => {
    expect(screen.queryByText(item)).not.toBeInTheDocument();
  });
});

test("renders correctly with an empty items array", () => {
  render(<search items="{[]}"></search>);

  // Expect no list items to be displayed
  expect(screen.queryByRole("listitem")).not.toBeInTheDocument();
});

Best Practices für TDD im Frontend

Klein anfangen: Konzentrieren Sie sich auf einen kleinen Teil der Funktionalität und erhöhen Sie nach und nach die Komplexität.
Schreiben Sie klare Tests: Tests sollten leicht verständlich sein und einen direkten Bezug zur Funktionalität haben.
Benutzerinteraktionen testen: Validieren Sie Benutzereingaben, Klicks und andere Interaktionen.
Kantenfälle abdecken: Stellen Sie sicher, dass die Anwendung ungewöhnliche Eingaben oder Zustände ordnungsgemäß verarbeitet.
Schein-APIs für asynchrone Tests: Schein-API-Aufrufe, um die Abhängigkeit von externen Diensten während des Tests zu vermeiden.

Fazit

Testgetriebene Entwicklung bringt zahlreiche Vorteile für die Front-End-Entwicklung mit sich, darunter eine höhere Codequalität, weniger Fehler und mehr Vertrauen. Während TDD eine Änderung der Denkweise und Disziplin erfordert, wird es zu einer wertvollen Fähigkeit, insbesondere bei der Handhabung komplexer Benutzerinteraktionen und asynchroner Datenflüsse. Wenn Sie den TDD-Prozess – Red, Green, Refactor – befolgen und ihn schrittweise in Ihren Workflow integrieren, können Sie zuverlässigere, wartbarere und benutzerfreundlichere Front-End-Anwendungen erstellen.

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