第37课：AAA 方法论

概述

AAA（Arrange-Action-Assert）是单元测试中最基础也最重要的结构化模式。它将测试方法体划分为三个清晰的阶段，让测试代码像故事一样有头有尾。

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AAA 三阶段

graph LR
    A[”Arrange<br/>准备阶段”] --> B[”Action<br/>执行阶段”] --> C[”Assert<br/>断言阶段”]
    
    A -.-> A1[”创建 Stub/Mock<br/>设置预期行为<br/>准备输入数据”]
    B -.-> B1[”调用被测方法<br/>驱动目标代码”]
    C -.-> C1[”验证返回值<br/>verify 交互<br/>检查状态变更”]

每个阶段的职责

阶段	英文	职责	典型操作
准备	Arrange	搭建测试场景	new 对象、mock() 创建替身、when(...).thenReturn(...) 设置预期
执行	Action	驱动被测代码	调用目标方法、传入参数、捕获返回值
断言	Assert	验证行为正确性	assertEquals、verify()、assertThrows、andExpect

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完整示例

@Test
void calculatePrice_givenTotal90_willAddExpressFee20() {
    // ========== Arrange — 准备阶段 ==========
    var calculator = new PriceCalculator();
    var expressServiceMock = mock(ExpressService.class);
    when(expressServiceMock.getTodayPrice()).thenReturn(20);
    calculator.setExpressService(expressServiceMock);
 
    // ========== Action — 执行阶段 ==========
    var result = calculator.calculatePrice(70, 20);  // total = 90
 
    // ========== Assert — 断言阶段 ==========
    assertEquals(110, result);          // 验证返回值
    verify(expressServiceMock).getTodayPrice();  // 验证交互
}

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反例：缺少 AAA 结构

// ❌ 坏味道：三个阶段混在一起
@Test
void test() {
    var calc = new PriceCalculator();     // Arrange
    var result = calc.calculatePrice(70, 20);  // Action
    when(expressService.getTodayPrice()).thenReturn(20); // Arrange 放在了 Action 后面！
    assertEquals(result, 110);            // Assert 参数顺序错误(expected, actual)
}

问题： 准备代码放在执行之后，测试逻辑混乱，不易阅读。

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AAA 的灵活运用：异常场景

@Test
void signIn_givenInvalidPassword_willThrowException() {
    // Arrange
    var authService = new AuthService();
    var userRepoMock = mock(UserRepository.class);
    when(userRepoMock.findByUsername("test")).thenReturn(null);
    authService.setUserRepository(userRepoMock);
 
    // Action & Assert（结合）
    assertThrows(UsernameNotFoundException.class, () -> {
        authService.signIn("test", "wrongPassword");
    });
}

assertThrows 同时完成了 Action（触发 Lambda）和 Assert（验证异常类型），这种合并是允许的常见写法。

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多阶段 Arrange（复杂场景）

当测试场景较复杂时，Arrange 可进一步细分：

@Test
void createOrder_givenValidItems_willCalculateTotalAndSave() {
    // Arrange — 基础对象
    var orderService = new OrderService();
    var priceCalculator = mock(PriceCalculator.class);
    var orderRepo = mock(OrderRepository.class);
    orderService.setPriceCalculator(priceCalculator);
    orderService.setOrderRepository(orderRepo);
 
    // Arrange — Mocks 行为
    when(priceCalculator.calculate(anyList())).thenReturn(new BigDecimal("299.00"));
    when(orderRepo.save(any(Order.class))).thenAnswer(invocation -> invocation.getArgument(0));
 
    // Action
    var order = orderService.createOrder(List.of(
        new OrderItem("SKU001", 2, new BigDecimal("99.50"))
    ));
 
    // Assert
    assertEquals(new BigDecimal("299.00"), order.getTotalAmount());
    verify(orderRepo).save(order);
}

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AAA 与 WWW 的对应关系

WWW 命名	AAA 阶段	说明
What（方法名）	Arrange	明确被测对象，指导 Arrange 准备什么
When（场景）	Action	场景条件决定 Action 的输入参数
Want（期望）	Assert	期望结果即 Assert 的验证目标

详见 AAA 与 WWW 模式参考

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其他语言的实践迁移

语言迁移：AAA 模式与语言无关

Python：

def test_sign_in_with_valid_info_should_return_user_id():
    # Arrange
    auth_service = AuthService()
    user_repo = MagicMock()
    user_repo.find_by_username.return_value = User(id=1)
    auth_service.user_repository = user_repo
    
    # Action
    result = auth_service.sign_in("test", "pass")
    
    # Assert
    assert result == 1

JavaScript / TypeScript：

it('signIn_givenValidInfo_willReturnUserId', () => {
  // Arrange
  const authService = new AuthService();
  const userRepo = jest.mocked<UserRepository>(mock(UserRepository));
  userRepo.findByUsername.mockReturnValue({ id: 1 });
  authService.userRepository = userRepo;
  
  // Action
  const result = authService.signIn('test', 'pass');
  
  // Assert
  expect(result).toBe(1);
});

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静态收束

AAA 模式是测试代码的”三段论”——准备、执行、断言。它不是强制性的语法规则，而是一种思维框架：先想清楚需要什么准备，再执行被测代码，最后验证结果。坚持下去，你的测试代码将像优秀的业务代码一样整洁、可读、可维护。