Question

Haskell是一种纯函数式语言，这意味着Haskell函数没有副作用。 I / O使用代表I / O计算块的monad实现。

是否可以测试Haskell I / O函数的返回值？

假设我们有一个简单的'hello world'计划：

main :: IO ()
main = putStr "Hello world!"

我是否可以创建一个可以运行main的测试工具并检查I / O monad是否返回正确的'值'？或者monad被认为是不透明的计算块会阻止我这样做吗？

注意，我不是要比较I / O操作的返回值。 我想比较I / O函数的返回值 - I / O monad本身。

因为在Haskell中返回而不是执行I / O，所以我希望检查I / O函数返回的I / O计算块，看看它是否正确。我认为这可以允许I / O函数以I / O是副作用的命令式语言中的单元测试方式进行单元测试。

Answer 1

我这样做的方法是创建我自己的IO monad，其中包含我想要建模的动作。我会在我的monad中运行我想要比较的monadic计算并比较它们的效果。

我们举一个例子。假设我想模拟打印的东西。然后我可以这样建模我的IO monad：

data IO a where
  Return  :: a -> IO a
  Bind    :: IO a -> (a -> IO b) -> IO b
  PutChar :: Char -> IO ()

instance Monad IO where
  return a = Return a
  Return a  >>= f = f a
  Bind m k  >>= f = Bind m (k >=> f)
  PutChar c >>= f = Bind (PutChar c) f

putChar c = PutChar c

runIO :: IO a -> (a,String)
runIO (Return a) = (a,"")
runIO (Bind m f) = (b,s1++s2)
  where (a,s1) = runIO m
        (b,s2) = runIO (f a)
runIO (PutChar c) = ((),[c])

以下是我如何比较效果：

compareIO :: IO a -> IO b -> Bool
compareIO ioA ioB = outA == outB
  where ioA = runIO ioA ioB

有些东西是这种模型无法处理的。例如，输入很棘手。但我希望它适合你的用例。我还要提一下，以这种方式建模效果有更聪明有效的方法。我选择了这种特殊方式，因为我认为这是最容易理解的方式。

有关更多信息，我可以推荐论文“野兽之美：尴尬小队的功能语义”，可以在this page上找到一些其他相关论文。

Answer 2

在IO monad中，您可以测试IO功能的返回值。要测试IO monad之外的返回值是不安全的：这意味着它可以完成，但只会有破坏程序的风险。仅供专家使用。

值得注意的是，在您显示的示例中，main的值具有类型IO ()，这意味着“我是一个IO动作，执行时会执行一些I / O然后返回()类型的值。“类型()发音为“unit”，并且此类型只有两个值：空元组（也写为()和发音为“unit”）和“bottom”，这是Haskell的名称不终止或出错的计算。

值得指出的是，测试 IO monad中的IO函数的返回值是非常简单和正常的，并且通过使用do表示法来实现它的惯用方法

Answer 3

您可以使用QuickCheck 2测试某些 monadic代码。自从我阅读这篇论文以来已经很长时间了，所以我不记得它是否适用于IO动作或它可以应用于哪种monadic计算。此外，您可能会发现很难将单元测试表示为QuickCheck属性。尽管如此，作为一个非常满意的QuickCheck用户，我会说它比很多更好，而不是无所事事，或者只是用unsafePerformIO进行攻击。

Answer 4

我很遗憾地告诉你，你不能这样做。

unsafePerformIO基本上让你完成这个。但我强烈希望你不使用它。

Foreign.unsafePerformIO :: IO a -> a

：/

Answer 5

我喜欢this answer关于SO的类似问题及其评论。基本上，IO通常会产生一些可能会被外界注意到的变化;您的测试需要与更改是否正确有关。（例如，生成了正确的目录结构等）。

基本上，这意味着“行为测试”，在复杂的情况下可能会非常痛苦。这就是为什么你应该将代码的IO特定部分保持在最低限度并将尽可能多的逻辑移动到纯粹（因此超级易测试）函数的部分原因。

然后，您可以使用断言函数：

actual_assert :: String -> Bool -> IO ()
actual_assert _   True  = return ()
actual_assert msg False = error $ "failed assertion: " ++ msg

faux_assert :: String -> Bool -> IO ()
faux_assert _ _ = return ()

assert = if debug_on then actual_assert else faux_assert

（您可能希望在构建脚本构建之前构建的单独模块中定义debug_on。此外，这很可能是由Hackage上的包以更精细的形式提供的，如果不是标准库...如果有人知道这样的工具，请编辑这篇文章/评论，以便我可以编辑。）

我认为 GHC将足够聪明，可以完全跳过它发现的任何虚假断言，而实际的断言肯定会在失败时使程序崩溃。

这是IMO，不太可能 - 你仍然需要在复杂场景中进行行为测试 - 但我想这可以帮助检查代码所做的基本假设是否正确。

是否可以测试Haskell I / O函数的返回值？

5 个答案: