TDD 真的可以确保质量？

加拿大国家研究委员会发表过一篇题为“测试先行方法对于编程的效果”的论文，其中有一些值得关注的评注。这项研究由 24 位 IT 专业的毕业生参加，它丰富了正在升温的关于测试先行领域的研究。尽管出于快速了解领域知识的目的，TDD 作为一种卓越的学习工具已被认可，但至于它是否真与软件质量直接相关，这个问题仍然没有得到证明。这次研究不具有最终的权威性，不过它仍然揭示出一些有趣的结论——尤其是在对实验结果进行分析时，存在有不同的声音。

下面的内容摘自于研究报告的摘要：

测试驱动开发（TDD）的基础是：首先用一个测试将一项功能规范地表示出来，然后实现这项功能，让测试通过，最后不断地重复这个过程。本论文描述了一次对照实验，它评估了 TDD 这个重要方面：即在 TDD 中，程序员首先会编写功能测试，然后才编写相应的实现代码。

多位大学毕业生参与了这次实验。其中实验组开发时运用了测试先行的策略，而对照组运用的是更为传统的开发技术——实现功能在先，编写测试在后。两组人员都遵循增量的过程，一次增加一项新功能，然后执行回归测试。

研究者对此的评注道：“实验的结果证实了测试先行技术的一个抉择理论——测试先行通常选择以生产力为中心，而不是质量。”

我们的主要结论是，坚持测试先行的程序员会为每个程序单元编写更多的测试。更进一步的，随着程序员测试的增加，生产力通常会按照比例达到更高的级别。因此，通过一系列的级联反应，测试先行似乎能够提高生产力。

……我们同时还注意到，随着程序员测试数量的递增，软件的最低质量在线性地增加。而它与采用的开发策略无关。

但是也有不同的声音。Jacob Proffitt 是一位博客作者，自称是一位“充满热情的程序员，偶尔当一下管理人员，总的来说是个多才多艺的技术人员”。他研究了这篇论文后，在 blog 上发表了对论文的质疑。他认为，这篇论文在下结论时存在着强烈的确认偏袒 [译注 *]（confirmation bias）——比如，文中的结论忽视了很多实验中的调查事实。他相信，“TDD 与质量的关系仍然有很多值得怀疑的地方”，比如：

• 对照组（非 TDD，“后测试”）在每个方面上都获得了更高的质量——他们的质量有更高的上限、下限、平均值和中值。
• 对照组坚持更少的测试，却获得了更好的质量。
• 质量在 TDD 组才更显著地与测试的数量相关联（这是一个有趣的不同点，我不确定作者是否意识到了这一点）。
• 对照组的生产力可以作为测试量的函数，因此是高度可预见的，而且它比 TDD 组拥有更强的测试相关性。

Jacob 指出，这些学生的数据告诉我们的唯一事实是：

• 坚持测试先行的学生平均会写更多的测试。
• 学生写的测试越多，生产率越高。
• 软件的最低质量随着测试数量的提高而线性地提升。

IEEE 软件杂志的编辑 Hakan Erdogmus 是原始论文的合著者。他从不同的视角审视了这些观点：

单独一个学生，尤其是像我们的那些没有经验的学生，无论怎样安排实验，都不能证明或者证伪任何事情。实验的观察结果最多只能轻轻揭开大谜团的一角。在很多情况下，它们引发的疑问远远多于它们所能回答的，希望随着我们在研究中提出越来越多的相关问题，能加深我们对于这些现象的理解……事实上，经验主义的软件工程术语里头并没有“证实”这种说法。我们研究一种技术，充其量只能丰富我们的“证据”，并且提出一个待驳倒的理论来。尽管通过少数的实践以及一些值得注意的观察结果，我们可以宣称证据已经很充分了。但是，“陪审团”还在屋中讨论着，一直没有定论。

随后，Hakan 向 InfoQ 展示了关于 TDD 更为深入的探讨，这些讨论是基于目前已经完成的大量研究之上的：

从 2001 年到 2008 初所公布的 23 个 TDD 研究案例表现出一些相互冲突的结果，但是总的趋势却在走向一个一致的结论。研究结果的不同产生于上下文因素的多样性，它们都会影响到接受测量的结论和变量。在质量面前，即使存在些许争议，但结果是非常有说服力的。其中的 22 项研究，评估了一些内部或者外部的质量在 TDD 的影响下，会产生什么不同。其中 13 项报告表明 TDD 带来了不同程度的提高，4 项表明 TDD 不是决定性的因素，4 项表明没有非常明显的不同（包括我们自己的研究）。只有一项报告表明 TDD 导致了质量的下降。

译注 * 人在争论或作出判断时，总是习惯倾向于接受有利于自己观点的证据，而忽略不利于自己观点的证据。这种现象被称为“确认偏袒（confirmation bias）”。

查看英文原文： Does TDD Really Ensure Quality?