測試驅動開發（TDD）應該在軟體工程中更廣泛使用嗎？深入探討 TDD 的價值與挑戰

在軟體開發的世界中，測試驅動開發（Test-Driven Development, TDD）一直是一個備受爭議的話題。有些開發者認為它是提升程式碼品質的利器，而有些人則認為它會拖慢開發速度、限制設計創意。究竟 TDD 是否應該在軟體工程中更廣泛使用？讓我們透過 Dave Farley 與 Emily Bache 的深度對談來探討這個問題

TDD 應該更廣泛使用嗎？答案是肯定的

影片一開始，兩位專家就明確表達了他們的立場：測試驅動開發應該在軟體工程中更廣泛應用。但這個答案的背後，需要我們深入理解 TDD 的真正意涵，以及它為何能夠為軟體開發帶來如此大的價值

許多開發者對 TDD 存在誤解，認為它只是「先寫測試，再寫程式碼」這麼簡單。但實際上，TDD 是一個完整的開發方法論，它不僅影響程式碼的品質，更重要的是它能夠驅動更好的軟體設計

理解 TDD 的核心流程

根據 Kent Beck 的經典定義，TDD 的完整流程包含以下步驟：

1. 思考問題並建立測試清單

在開始編寫任何程式碼之前，我們需要將複雜的問題拆解成小的部分。每個部分都可能成為一個測試案例，形成一個動態的測試清單

2. 紅-綠-重構循環

這是 TDD 的核心循環，包含三個階段：

紅（Red）階段：撰寫失敗的測試

選擇測試清單中的一項
撰寫一個會失敗的測試
確保測試真的會失敗

綠（Green）階段：讓測試通過

撰寫剛好足夠的程式碼使測試通過
這個階段可以暫時忽略程式碼的品質
重點是快速實現功能，即使程式碼有重複或設計不佳

重構（Refactor）階段：改善程式碼設計

在所有測試都通過的前提下
改善程式碼的結構和設計
消除重複，提升可讀性
確保所有測試仍然通過

3. 維持已知狀態

整個開發過程中，系統始終處於「所有測試都通過」或「只有一個測試失敗」的已知狀態。這種狀態為開發者提供了信心，知道每一步的修改都是安全的

TDD 如何驅動更好的軟體設計

TDD 對軟體設計的影響遠超過僅僅產生回歸測試，它實際上是一個強大的設計工具

外部設計驅動

當我們撰寫測試時，實際上是站在程式碼使用者的角度思考。這迫使我們設計出：

易於互動的介面
清晰的 API 設計
符合使用者期望的行為

內部實作優化

在重構階段，我們能夠在確保功能正確的前提下，專注於改善程式碼的內部實作細節。這個過程讓我們能夠：

提升程式碼的可讀性
消除重複程式碼
改善模組化程度

強制性設計改善

如 Michael Feathers 所說：「可測試性與良好設計之間存在深刻的關係」。TDD 要求先寫測試，這自然而然地對程式碼設計產生壓力，促使開發者創造：

更模組化的程式碼
更高的內聚性
更好的關注點分離
更低的耦合度

反駁常見的 TDD 異議

「TDD 限制了設計」

這是對 TDD 最大的誤解之一。實際上，TDD 不僅不限制設計，反而強烈地驅動更好的設計。它幫助我們在外部介面和內部實作兩個層面都做出更好的設計決策

「不看到實作就不知道如何測試」

這反映了學習 TDD 的一個常見挑戰。真正的 TDD 強調我們應該專注於程式碼的行為，而非其內部實作細節。透過先定義「期望程式碼做什麼」，再思考「如何實現」，我們能夠有效分離關注點

「先寫實作再補測試也無妨」

這忽略了「測試驅動開發」與「事後單元測試」的本質區別。事後測試會失去 TDD 最重要的價值——即時的設計回饋。更糟糕的是，事後測試往往與實作緊密耦合，導致程式碼變更困難

TDD 的學習曲線與挑戰

學習 TDD 確實需要時間和練習。掌握基本技巧可能只需要幾週，但真正的挑戰在於它會暴露我們在軟體設計方面的不足

設計能力的考驗

TDD 會迫使開發者直面自己的設計能力。當測試變得複雜難寫時，這通常是程式碼設計不良的早期信號，促使我們重新思考設計

精確思維的培養

TDD 強迫開發者在動手寫程式碼之前，就必須清楚地思考程式碼的目的。這種對「目標」的明確定義，能夠避免程式碼的「隨機漫步」

小步迭代的益處

TDD 的循環鼓勵以小而安全的步驟進行開發，每次修改後都能立即獲得回饋，大大提升開發過程中的信心

個人觀點：TDD 在 AI 時代的重要性

TDD 不管在什麼時代，都會被拿來討論，就算現在是 AI agent 盛行的時代也是如此。之前分享相關內容時，就有人問起 TDD 相關的問題

或許 AI agent 的出現，讓 TDD 的思考方式變得更加重要。因為 AI agent 更需要 TDD 的幫助來確保其行為符合預期

影片中有一段話讓我印象深刻：我們長久以來的學習，都是教導如何實作，而不是練習規劃，甚至是了解如何定義最終的產出——也就是我們的預期。這就跟 TDD 反人類的思考模式一樣，所以很多人會覺得它不好學，也會認為它不就是先寫測試而已

從表面的名詞解釋來看確實如此，但它的本質遠不止於此

影片中也提到，了解 TDD 的核心概念不難。我認為，難的是如何落實到真實的產品程式碼上，再來就是如何很好地拆分相關任務和進行軟體設計。這並不是短時間就可以學會或練熟的技能

可惜的是 91 已經沒有開公開課程了，不然想要了解 TDD 的話，他的課程是最快讓人入門的管道

結論：TDD 是軟體開發的必備技能

測試驅動開發不僅僅是一種測試方法，更是一種強大的設計工具。它能夠：

驅動更好的軟體設計
提供即時的設計回饋
建立可靠的回歸測試套件
培養開發者的設計思維
提升程式碼的可維護性

在這個快速變化的軟體開發世界中，TDD 提供了一個穩定的基礎，讓我們能夠自信地面對需求變更和程式碼重構。無論是在傳統軟體開發還是 AI 輔助開發的時代，TDD 的核心價值——清晰的思考、精確的設計、持續的回饋——都是不可或缺的

因此，我們應該更廣泛地採用測試驅動開發，不僅僅是為了更好的測試覆蓋率，更是為了成為更優秀的軟體設計師

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圖片來源：AI 產生