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算法工程单元测试指南

📋 项目概述

本项目是一个算法与数据结构学习工程，包含多种经典算法实现和对应的单元测试。

🗂️ 测试结构

测试文件按照算法类型进行组织：

arithmeticTests/
├── Array/                          # 数组算法测试
│   ├── Array_FastSlowPointerTests.swift       # 快慢指针（删除重复、移除元素、移动零）
│   ├── Array_LeftRightPointerTests.swift      # 左右指针（两数之和、三数之和、回文）
│   └── Array_PrefixSumTests.swift             # 前缀和（区间和、子矩阵和）
│
├── LinkList/                       # 链表算法测试
│   ├── LinkList_MergeTests.swift              # 链表合并（两个有序链表、K个有序链表）
│   └── LinkList_AlgorithmTests.swift          # 链表算法（倒数第K个、中点、环检测、相交）
│
├── DataStructure/                  # 数据结构测试
│   ├── DataStructure_LRUCacheTests.swift      # LRU缓存
│   ├── DataStructure_LFUCacheTests.swift      # LFU缓存
│   └── DataStructure_HashMapTests.mm          # HashMap
│
└── LeetCode/                       # LeetCode题目测试
    └── LeetCode_0001_TwoSumTests.mm           # 两数之和

🎯 测试覆盖的算法

数组算法

快慢指针

  • ✅ 删除排序数组中的重复元素
  • ✅ 移除数组中等于指定值的元素
  • ✅ 将所有0移到数组末尾

左右指针

  • ✅ 有序数组的两数之和
  • ✅ 有序数组的三数之和
  • ✅ 反转字符数组
  • ✅ 判断回文串
  • ✅ 最长回文子串

前缀和数组

  • ✅ 构建一维前缀和数组
  • ✅ 查询区间和
  • ✅ 构建二维前缀和矩阵
  • ✅ 查询子矩阵和

链表算法

链表合并

  • ✅ 合并两个有序链表
  • ✅ 合并K个有序链表（优先队列实现）

链表基本算法

  • ✅ 寻找链表倒数第K个节点（快慢指针）
  • ✅ 寻找链表中点（快慢指针）
  • ✅ 判断链表是否包含环并找出环起点（Floyd判圈算法）
  • ✅ 判断两个链表是否相交并找出交点

数据结构

LRU缓存（Least Recently Used）

  • ✅ O(1) 时间复杂度的 get 和 put 操作
  • ✅ 使用哈希表+双向链表实现
  • ✅ 淘汰最久未使用的元素

LFU缓存（Least Frequently Used）

  • ✅ O(1) 时间复杂度的 get 和 put 操作
  • ✅ 淘汰访问频率最低的元素
  • ✅ 频率相同时淘汰最早访问的元素

HashMap

  • ✅ 基本的 put、get、remove 操作
  • ✅ 操作符重载支持

🚀 运行测试

方式1: 使用 Xcode Test Navigator（推荐）

  1. 打开 Xcode
  2. 使用快捷键 Cmd + 6 打开 Test Navigator
  3. 点击任意测试类或测试方法左侧的 ▶️ 按钮运行

方式2: 使用命令行

# 运行所有 XCTest 单元测试
xcodebuild test -scheme arithmeticTests

# 运行主程序（包含内置Swift测试）
xcodebuild -scheme arithmetic build
./path/to/arithmetic

方式3: 运行主程序

cd /path/to/arithmetic
xcodebuild -scheme arithmetic
./Products/Debug/arithmetic

📊 测试统计

数组算法测试

  • Array_FastSlowPointerTests: 21个测试用例
  • Array_LeftRightPointerTests: 27个测试用例
  • Array_PrefixSumTests: 23个测试用例

链表算法测试

  • LinkList_MergeTests: 15个测试用例
  • LinkList_AlgorithmTests: 27个测试用例

数据结构测试

  • DataStructure_LRUCacheTests: 26个测试用例
  • DataStructure_LFUCacheTests: 22个测试用例
  • DataStructure_HashMapTests: 2个测试用例

总计: 163+ 个测试用例

🎓 学习路径建议

初学者路径

  1. 数组 - 快慢指针（最简单）
  2. 数组 - 左右指针
  3. 链表 - 合并操作
  4. 链表 - 快慢指针算法

进阶路径

  1. 数组 - 前缀和数组
  2. 链表 - 环检测与相交检测
  3. LRU缓存实现
  4. LFU缓存实现

💡 测试最佳实践

命名规范

// 测试方法命名格式: test_功能_场景
func test_removeDuplicates_basic()           // 基本功能
func test_removeDuplicates_emptyArray()      // 边界情况
func test_removeElement_noMatch()            // 特殊情况

断言使用

XCTAssertEqual(actual, expected, "失败时的提示信息")
XCTAssertNil(result, "应为nil")
XCTAssertTrue(condition, "条件应为真")

测试覆盖

每个算法至少包含：

  • ✅ 基本功能测试
  • ✅ 边界条件测试（空、单元素、最大值）
  • ✅ 特殊场景测试

🔧 测试工具类

链表测试辅助

// 构建测试链表
let list = MergeSortedLists.buildList([1, 2, 3, 4, 5])

// 转换为数组验证
let array = MergeSortedLists.toArray(list)
XCTAssertEqual(array, [1, 2, 3, 4, 5])

📚 参考资源

🤝 贡献指南

添加新算法测试时：

  1. 在对应目录创建测试文件
  2. 继承自 XCTestCase
  3. 遵循命名规范
  4. 提供充分的测试覆盖
  5. 添加注释说明算法思想

📝 更新日志

v2.0 (2026-02-06)

  • ✅ 重构测试结构，按算法类型组织
  • ✅ 新增 163+ 个 XCTest 单元测试
  • ✅ 添加 LRU/LFU 缓存完整测试
  • ✅ 清理 main.mm 手动测试代码
  • ✅ 改进测试可维护性

v1.0 (2019-2021)

  • 初始版本，包含基础算法实现