Rust 测试：Criterion 基准测试与集成测试

1. 单元测试与内置测试框架

Rust 内置 #[test] 属性实现单元测试，通常放在模块内：

#[cfg(test)]
mod tests {
    #[test]
    fn test_addition() {
        assert_eq!(2 + 2, 4);
    }
}

• 位置：与业务代码同文件（使用 mod tests 隔离）
• 范围：测试单个函数或模块
• 运行：cargo test

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2. Criterion 基准测试

Criterion 用于性能测试，需在 Cargo.toml 添加依赖：

[dev-dependencies]
criterion = "0.4"

基准测试示例（测量函数耗时）：

use criterion::{criterion_group, criterion_main, Criterion};

fn fibonacci(n: u64) -> u64 {
    match n {
        0 => 1,
        1 => 1,
        _ => fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2),
    }
}

fn bench_fib(c: &mut Criterion) {
    c.bench_function("fib 20", |b| b.iter(|| fibonacci(20)));
}

criterion_group!(benches, bench_fib);
criterion_main!(benches);

• 特点：
  • 统计执行时间分布（纳秒级精度）
  • 生成 HTML 报告（target/criterion）
• 运行：cargo bench

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3. 集成测试（Integration Test）

测试公共 API 接口，需在项目根目录创建 tests/ 目录：

project/
├── src/
└── tests/         <-- 集成测试目录
    └── api_test.rs

示例测试文件 tests/api_test.rs：

use my_crate;  // 导入待测库

#[test]
fn test_public_api() {
    assert_eq!(my_crate::add(3, 5), 8);
}

• 规则：
  • 每个文件编译为独立可执行文件
  • 只能调用 pub 公开接口
  • 测试间无共享状态
• 运行：cargo test --test api_test

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4. 对比总结

测试类型	位置	作用	依赖
单元测试	src/*.rs 内	验证函数逻辑	Rust 内置
Criterion 基准测试	benches/*.rs	测量性能指标	criterion
集成测试	tests/*.rs	验证公共 API 行为	Rust 内置

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5. 最佳实践建议

1. 单元测试：
   • 覆盖所有边界条件（如空输入、极端值）
   • 使用 #[should_panic] 测试异常情况
2. Criterion：
   • 避免在迭代器内执行耗时操作（b.iter(|| ...)）
   • 使用 c.bench_with_input 测试多组输入
3. 集成测试：
   • 模拟外部服务（如用 mockito 模拟 HTTP）
   • 结合 #[ignore] 标记耗时测试

完整示例项目结构：

my_project/
├── Cargo.toml
├── src/
├── benches/      # Criterion 基准测试
│   └── bench.rs
└── tests/        # 集成测试
    └── api.rs