如何在不修改外部函数的情况下用PyTest测试嵌套函数

我有一个包含嵌套函数的Python函数，希望用PyTest为嵌套函数编写单元测试，但不想修改嵌套函数的定义或行为，也不想调用或测试外部函数本身，仅针对嵌套函数开展测试。简化代码示例如下：

# example.py

def outer_function(a, b):
    """
    Example outer function that performs some operations.
    """
    def inner_function(x, y):
        """
        Nested function that I want to test.
        """
        return x + y
    
    # Some operations using inner_function
    result = inner_function(a, b)
    return result

需要创建参数化的PyTest测试函数，覆盖以下场景：

• 两个正数相加
• 正数与负数相加
• 两个负数相加
• 数字与零相加
  且测试需独立于outer_function，该如何实现？测试函数框架如下：

# test_example.py

import pytest

@pytest.mark.parametrize("x, y, expected", [
    (1, 2, 3),         # Adding two positive numbers
    (1, -1, 0),        # Adding positive and negative numbers
    (-1, -2, -3),      # Adding two negative numbers
    (0, 5, 5),         # Adding zero to a number
    (3, 0, 3)          # Adding a number to zero
])
def test_inner_function(x, y, expected):
    """
    Describe how to test the inner_function here.
    """
    # Code to test inner_function goes here.

解决方案 #

要在不修改原代码的前提下获取嵌套的inner_function，可以通过解析外部函数的字节码，提取嵌套函数的代码对象并重新构造函数。具体步骤如下：

1. 导入types模块和目标外部函数outer_function
2. 遍历outer_function.__code__.co_consts，找到名为inner_function的代码对象
3. 使用types.FunctionType将代码对象重新构造为可调用的函数
4. 在测试函数中调用构造好的inner_function并断言结果

完整的测试代码如下：

# test_example.py

import pytest
import types
from example import outer_function

# 提前构造inner_function，避免每次测试重复执行
def get_inner_function():
    # 遍历外部函数的常量，找到嵌套函数的代码对象
    for const in outer_function.__code__.co_consts:
        if isinstance(const, types.CodeType) and const.co_name == "inner_function":
            # 构造嵌套函数，使用全局命名空间
            return types.FunctionType(const, globals(), "inner_function")
    raise ValueError("Could not find inner_function")

inner_function = get_inner_function()

@pytest.mark.parametrize("x, y, expected", [
    (1, 2, 3),         # 两个正数相加
    (1, -1, 0),        # 正数与负数相加
    (-1, -2, -3),      # 两个负数相加
    (0, 5, 5),         # 零与数字相加
    (3, 0, 3)          # 数字与零相加
])
def test_inner_function(x, y, expected):
    """测试嵌套函数inner_function的加法逻辑"""
    assert inner_function(x, y) == expected

说明 #

• get_inner_function函数负责从outer_function的字节码中提取并构造嵌套函数，只需执行一次即可复用
• 构造函数时使用globals()作为命名空间，确保嵌套函数能正常访问所需的全局变量（此示例中无额外依赖，所以无需特殊处理）
• 测试函数直接调用构造好的inner_function，完全独立于outer_function的执行逻辑

内容的提问来源于stack exchange，提问作者edge selcuk