我的任务是为大量度量数据结构(即 quadtree 和 k-d tree 变体)创建实现。我已经完成了大约四个这样的实现，但我目前正在测试的方式并不是很好，因为我找不到更好的词。

我需要一种干净的方法来测试从这些树/trie 结构中插入和删除数据，以便我可以测试节点的内部结构(检查父节点、子节点、排序等)。这些实现遵循单独的正确性证明和运行时分析，因此我需要确保不仅正确插入了一个节点(意思是，稍后可以从树中检索)，而且还位于树中非常“正确”的位置。

“单元测试”似乎是解决此问题的错误方法，但是，如果我没记错的话，它的目的是测试结构或系统的外部 API。我见过很多单元测试相关的问题，问“我如何在单元测试中访问私有(private)字段”或“我如何测试非公共(public)方法的返回值”，答案通常是“不要” t"- 我同意这个答案。

所以我不会让任何人愿意只提供含糊不清的帮助，我的树实现的接口(interface)如下(基于 java 集合的 Map 接口(interface)):

public interface SpatialMap<K, V> extends Iterable<SpatialMap.Entry<K, V>>
{
// Query Operations

/**
 * Returns the number of key-value mappings in this map. If the map contains more than
 * <tt>Integer.MAX_VALUE</tt> elements, returns <tt>Integer.MAX_VALUE</tt>.
 * 
 * @return The number of key-value mappings in this map.
 */
int size();

/**
 * Returns <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings.
 * 
 * @return <tt>true</tt> if this map contains no key-value mappings.
 */
boolean isEmpty();

/**
 * Returns <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified key.
 * 
 * @param key
 *            The key whose presence in this map is to be tested.
 * @return <tt>true</tt> if this map contains a mapping for the specified key.
 */
boolean containsKey(K key);

/**
 * Returns the value to which the specified key is mapped, or {@code null} if this map contains
 * no mapping for the key.
 * 
 * <p>A return value of {@code null} does not <i>necessarily</i> indicate that the map contains
 * no mapping for the key; it's also possible that the map explicitly maps the key to
 * {@code null}. The {@link #containsKey containsKey} operation may be used to distinguish these
 * two cases.
 * 
 * @see #put(Comparable, Comparable, Object)
 * 
 * @param key
 *            The key whose associated value is to be returned.
 * @return The value to which the specified key is mapped, or {@code null} if this map contains
 *         no mapping for the key.
 */
V get(K key);

// Modification Operations

/**
 * Associates the specified value with the specified key in this map. If the map previously
 * contained a mapping for the key, the old value is replaced.
 * 
 * @param key
 *            The key with which the specified value is to be associated.
 * @param data
 *            The value to be associated with the specified key.
 * @return The previous value associated with the key, or <tt>null</tt> if there was no mapping
 *         for the key. (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map previously
 *         associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
 */
V put(K key, V data);

/**
 * Removes the mapping for the specified key from this map if present.
 * 
 * @param key
 *            The key whose mapping is to be removed from the map.
 * @return The previous value associated with the key, or <tt>null</tt> if there was no mapping
 *         for the key. (A <tt>null</tt> return can also indicate that the map previously
 *         associated <tt>null</tt> with <tt>key</tt>.)
 */
V remove(K key);

// Bulk Operations

/**
 * Removes all of the mappings from this map. The map will be empty after this call returns.
 */
void clear();
}

这使得仅公共(public)方法的测试变得困难，因为我需要无法从公共(public)接口(interface)获得的某些数据(子/父指针)。此外，在 trie 结构(PR 四叉树、PRKDTree、MX 变体等)中有与数据分离的节点，因此创建一个返回“节点”的公共(public)方法也将被抽象得太远而无法获得正确的数据。

我在寻找什么类型的测试方法(或我可以与 JUnit 一起使用并且不会觉得我正在破坏美丽的认知边界的技术)？

最佳答案

在某些情况下，有时您确实需要测试结构的内部状态。在这种情况下，我将使用反射访问内部变量。有一些 JUnit 插件 (PrivateAccessor http://junit-addons.sourceforge.net/junitx/util/PrivateAccessor.html) 可以使这更容易。

权衡是您的测试会更脆弱，因为如果内部状态发生变化，那么您的测试可能会中断。但是，如果您想要确信您的内部状态是正确的，有时您需要这样做。

关于java - 单元测试数据结构的内部状态，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/11286815/