JS 測試全攻略從 Jest 到 E2E 定義測試金字塔與 3A 原則之自動化品質保證實戰

什麼是 JavaScript 自動化測試？

JavaScript 自動化測試 是一套透過程式碼驗證軟體功能是否符合預期的技術體系，旨在確保系統具備「一致性」與「可靠性」。其核心原則包含 3A 原則 (Arrange, Act, Assert)：分別代表準備測試情境、執行操作行為與驗證結果。測試體系通常分為針對最小程式碼單元的 單元測試 (Unit Testing)（如使用 Jest 測試函式邏輯）以及模擬真實使用者路徑的 端對端測試 (E2E Testing)（如使用 Cypress 跑完購物流程）。高品質的測試不僅能攔截潛在 Bug，更能作為活的文件（Living Documentation），讓開發團隊在頻繁更動程式碼時仍能維持高品質的穩定輸出，是專業軟體開發中不可或缺的安全網。

測試 這件事情是為了一致性，為了不讓伴侶不信任，在男女之間交往一致性也是很重要的一環。這份 JavaScript 測試 全攻略將帶您掌握提升軟體品質的關鍵。

john rempel 等人提出信任包含可預測、可依賴和信念三個要素：

• 可預測: 判斷依據就是過去伴侶行為的一致性。
• 可依賴: 代表相信且願意依賴伴侶協助解決問題。

以程式測試來說，每次測試會期待能得到相同結果，並且認為能夠依賴系統解決問題。

JavaScript 測試核心原則：3A 與黑箱測試

寫測試前要問三個問題：

1. 在什麼情境？
2. 要測試什麼？
3. 預期的結果？

測試的步驟上大致會遵守 3A 原則：

1. Arrange：準備物件、建立物件、物件設定 (fixture) -> 情境。
2. Act：操作物件 -> 測試內容。
3. Assert：驗證結果符合預期 -> 預期結果。

好的單元測試

• 執行夠快
• 會得到相同結果
• 跟其他測試完全獨立
• 理論上不需要 DB、網路，用 Mock Server 或是 Mock Object 模擬外部傳回資料

測試是為了開發速度和產品品質，不要因為著急而跳過測試，沒有測試的話會花更多時間在上線前的來回，可能有些問題還沒修好就上線，引發更多新問題，但什麼都要測試嗎?

• 追求 “測到關鍵邏輯”，關鍵的測試有測到更重要
• 測試是為了速度與品質
• 不好的 “快” 不是 “真的快”
• 寫測試的時候應避免重複寫原來的程式邏輯

建議做黑箱測試也就是測試流程與結果即可，在測試公開的介面或元件的過程中其實也會順便測試到內部邏輯，當撰寫 E2E 測試的時候也有單元測試覆蓋的概念，雖然 E2E 的運行成本較高，但針對可能會頻繁更改的內部實作做單元測試也有點浪費時間。

另外 E2E 測試也可以當作一個文件，可以告訴不熟系統的人關鍵操作流程以及定義什麼是正常的操作，按照使用者故事跑過網站的關鍵流程，並且交由助理工程師來協助驗收。

推薦工具:

• BDD (行為驅動測試) 框架是 Cucumber 可以參考看看
• StoryBook 提供一個元件操作介面來做元件測試

Comparing JavaScript Testing Frameworks

單元測試 (Unit Testing)：Jest 與 Enzyme 的應用

當前端開發元件化以後，最基本的就是針對元件做 單元測試。第一次寫測試的話可以先問自己幾個問題：

• 單元測試 該怎麼撰寫？
• Jest 的角色是什麼？
• 什麼是 enzyme？
• 什麼是 shallow & mount ？

單元測試通常是一個自動化的測試，確保某一段程式碼 (單元) 有被正式執行，在測試時大多使用單元測試框架測試。

• 會呼叫被測試單元的入口點
• 檢查其中一個出口點，所以唯一出口較好測試

單元測試在測什麼

• 元件測試，import 後用 mount 然後 props 用假資料進行測試，模擬點擊 jest.fn()
• function 測試，import 後用假資料測試
• 非同步: jest.fn()
• test fixture: 測試的時候特意準備的東西，讓測試可以順利跑完所需要，有些人會叫做 test context
• 包含測試
• 出口測試
  • CUT: Code under test
  • SUT: system under test

依照使用的框架或函式庫不同會有不同的測試工具，像 react 的話 facebook 官方就有 Jest。

Jest 對於單元測試來說非常方便而且也包含了覆蓋率的計算，最後會直接出一個報表給你，文章中也有推薦 enzyme，是 airbnb 開發的工具，據 react 官方說法是讓測試更簡單。

enzyme 只是讓我們更方便測試 react 用的外掛，主要是因為 react 有用到 virtual dom ，那測試又會需要去 render，所以 enzyme 就封裝了 react 原生的測試讓寫法更直覺。

• shallow: 只 render 第一層
• mount: full render，包含元件週期
• render
• simulate: 模擬 event
• setProps: 設定 props
• setState: 設定 state
• prop(key): retrieves prop value corresponding to the provided key
• state(key): retrieves state corresponding to the provided key

單元測試該怎麼撰寫

寫法上會用到以下三個基本關鍵字 describe , it , expect，這是撰寫單元測試的語法架構，寫完這三項就是基本的測試了。

• describe: 主要是拿來整理 it 用(在這邊又可以用 test 代替），相關的 it 就可以包在 describe 裡面作更進一步的分類整理。
• it: 是最小的測試單位，所以每一項測試都要寫在某個 it function 裡。it 第一個參數是測試名稱，其實就是給你註解到底這個測試要幹嘛，然後搭配 before、beforeEach、after、afterEach 做進階操作
• expect: 按照名字來看就是你預期他到底怎樣，搭配 it 這個測試項目，看跑出來的結果是不是跟 expect 中的一樣，這就是基本的測試了

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import React from "react";
import ReactDOM from "react-dom";
import App from "./App";
import sum from "./sum";

describe("測試群組一", () => {
  it("sums numbers", () => {
    expect(sum(1, 2)).toEqual(3);
    expect(sum(2, 2)).toEqual(4);
  });

  it("renders without crashing", () => {
    const div = document.createElement("div");
    ReactDOM.render(<App />, div);
  });
});

E2E 測試 (End-to-End)：Cypress 實戰演練

Cypress 提供針對測試的配置、撰寫、執行、除錯完整的 end-to-end test (E2E 測試) 的解決方案。比較特別的是 Cypress 也像 Redux 的專案一樣提供了時空旅行的功能，並且提供了方便的介面讓我們更容易去針對測試進行除錯。

這次就用貓貓點擊大賽參戰的範例來帶大家超快速入門，來看看怎麼讓機器來取代 Popcat 的人工點擊!!!

原始碼: https://github.dev/LinYenCheng/popcat-cypress

Cypress 在使用上其實也很簡單，只要透過簡單的安裝設定就能夠直接執行並撰寫測試了，不一定要測試自己開發的網站，針對網路上的任何站台都能夠執行測試腳本。

Cypress 安裝設定

如果是 npm 的專案

npm install cypress --save-dev

首先要設定 npm script

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{
  "name": "popcat",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "test": "cypress open",
    "test-one": "cypress run --spec **/popcat.spec.js"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC"
}

安裝完完並設定之後，雖然專案資料夾都是全空的，但其實就可以執行了，這時候 Cypress 會偵測到我們是第一次執行，會自動將相關配置及範例加入。

第一次執行 cypress open

接著 Cypress 會自動加入相關預設的資料夾配置如下

• fixtures: 存放假資料或是常數值
• integration: 測試撰寫的地方
• plugins: 沒有想要修改預設功能一般不會用到
• support
  • commands: 擴充共用的函式可以統一放在這邊

第一次啟動後的畫面

此外其實若想修改預設配置，也可以透過設定 cypress.json 來達到相關效果，底下是基本的範例可以看出我們能多設定像是重試次數、影片錄製等等參數，設定檔相關說明可以參考設定檔的參考文件。

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{
  "viewportWidth": 411,
  "viewportHeight": 731,
  "defaultCommandTimeout": 8000,
  "requestTimeout": 8000,
  "retries": 8,
  "video": true,
  "videoUploadOnPasses": false,
  "chromeWebSecurity": false,
  "reporter": "junit",
  "ignoreTestFiles": "**/examples/*.js",
  "reporterOptions": {
    "mochaFile": "results/TEST-[hash].xml"
  }
}

Cypress 測試撰寫

Popcat 貓貓點擊大賽參戰確認!!! 一個最簡單的測試腳本如下:

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context("popcat.spec", () => {
  beforeEach(() => {
    Cypress.on("uncaught:exception", (err, runnable) => {
      return false;
    });
    cy.visit("https://popcat.click/");
  });

  describe("貓貓點擊大賽", () => {
    it("點 1000 下", () => {
      Array(1000)
        .fill("val")
        .forEach((elm, index) => {
          cy.wait(100 * ((index % 5) + 1));
          cy.get(".cat-img").click();
        });
    });
  });
});

• Cypress visit(): cy.visit() 模擬瀏覽器開啟網站
• Cypress wait(): cy.wait() 模擬等待
• Cypress get(): cy.get() 類似 jQuery 的選擇器，可以協助我們找出網頁元素

學前端這麼多年，第一次覺得派上用場 😅 在台灣，每秒鐘都有上萬隻貓正在張開嘴巴。

1. 分析 DOM

這個部分其實就會使用到 Chrome 的開發者元件，透過檢視，我們可以發現主要的網站很單純沒有太多設計，我們就只要針對 .cat-img 這個 class 進行模擬點擊就可以了，甚至是沒有針對直接對整個網頁觸發鍵盤事件也會有效果。

2. 觸發事件

參戰最簡單的方法其實就是透過 console 來執行，不過這次是想透過測試工具 XD 至於如何使用 Chrome 開發者工具歡迎參考之前寫過的文章，相信可以快速入門的。

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var event = new KeyboardEvent("keydown", {
  key: "t",
  ctrlKey: true,
});

setInterval(function () {
  document.dispatchEvent(event);
}, 500);

3. 觀察 API

可以發現是 API 主要步驟有兩個

• 透過 reload 來換 token
• 累積次數一陣子後透過 POP 這個 API 集中將累積次數 (pop_count) 送到後端

相關 API

如果短時間打太頻繁其實也是會被阻擋:

提醒大家運動家精神 XD

重複的執行也是會得到 403 的錯誤，這時候需要把整個測試關掉重開。

Cypress in Linux with Xvfb

CI/CD 在 Linux 環境上執行 Cypress 時會需要先安裝 Xvfb 但在執行上有時候會遇到問題，可以透過以下指令排解。

• ps -ef | grep Xvfb
• ps -ef | grep Xvfb | grep -v grep | awk ‘{print $2}’ | xargs kill -9

FAQ：JavaScript 測試常見問題

Q1：我該如何決定測試覆蓋率 (Code Coverage) 應該達到多少？

A：並非越高越好。 追求 100% 的覆蓋率往往會導致開發者為了湊數字而寫出無意義的測試。對於核心業務邏輯（如支付計算、權限判斷），應要求 90% 以上的高覆蓋率；對於純樣式或不常變動的 UI 元件，維持 50%-60% 即可。重點在於「關鍵路徑」必須被保護。

Q2：什麼是 TDD (測試驅動開發)？它真的能提升效率嗎？

A：TDD (Test-Driven Development) 是指「先寫測試，再寫功能」的模式。短期內，撰寫測試會佔用 20%-30% 的開發時間；但長期來看，它能大幅減少 Debug 的時間與後期回歸測試的成本。更重要的是，TDD 能強迫您在寫 Code 之前先釐清需求規格，產出更乾淨的介面設計。

Q3：Cypress 與 Selenium 有什麼不同？

A：Selenium 是透過外部驅動器 (Web Driver) 操控瀏覽器，速度較慢且配置複雜；而 Cypress 是直接執行在瀏覽器內部的腳本，具備極高的執行速度、自動等待機制與強大的除錯介面（時空旅行）。對於現代 JavaScript 應用，Cypress 是更友善且高效的選擇。

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