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Striktes Test-Driven Development

Dieser Skill erzwingt TDD-Praktiken basierend auf dem Kernprinzip:

"If you didn't watch the test fail, you don't know if it tests the right thing."

Wann aktivieren

• Bei jeder neuen Feature-Implementierung
• Bei Bug Fixes (erst Test der Bug reproduziert, dann Fix)
• Bei Refactoring (Tests muessen vor UND nach Aenderung bestehen)
• Bei API-Erweiterungen
• Bei jeder exportierten Funktion

Der Red-Green-Refactor Zyklus

1. RED: Test schreiben der fehlschlaegt

// ZUERST: Test schreiben
describe('calculateOEE', () => {
  it('should return 0 when availability is 0', () => {
    const result = calculateOEE({ availability: 0, performance: 100, quality: 100 });
    expect(result).toBe(0);
  });
});

// Test MUSS fehlschlagen:
// Error: calculateOEE is not defined
// ODER
// Error: Expected 0 but received undefined

Wichtig: Der Test MUSS aus dem richtigen Grund fehlschlagen:

• Funktion existiert nicht
• Funktion gibt falsches Ergebnis zurueck
• NICHT: Syntaxfehler im Test selbst

2. GREEN: Minimaler Code der Test besteht

// DANACH: Minimaler Code
export function calculateOEE(params: OEEParams): number {
  if (params.availability === 0) return 0;
  // Weitere Logik kommt spaeter durch weitere Tests
  return 0;
}

Regel: Schreibe den EINFACHSTEN Code der den Test besteht.

• Keine Optimierungen
• Keine zusaetzlichen Features
• Keine "offensichtlichen" Erweiterungen

3. REFACTOR: Bereinigen ohne neues Verhalten

// Nach mehreren gruenen Tests: Refactoring erlaubt
export function calculateOEE({ availability, performance, quality }: OEEParams): number {
  return (availability * performance * quality) / 10000;
}

Regeln fuer Refactoring:

• Alle bestehenden Tests MUESSEN bestehen bleiben
• KEIN neues Verhalten hinzufuegen
• Nur Code-Struktur verbessern
• Nach jedem Refactoring-Schritt: Tests laufen lassen

Die 13 ungueltigen Rationalisierungen

Diese Ausreden sind NIEMALS akzeptabel:

1. "Zu einfach zum Testen"

Realitaet: Einfacher Code braucht einfache Tests. 1 Zeile Test ist okay.

it('should add two numbers', () => {
  expect(add(2, 3)).toBe(5);
});

2. "Ich teste spaeter"

Realitaet: "Spaeter" bedeutet "nie". TDD bedeutet Test ZUERST.

3. "Bereits manuell getestet"

Realitaet: Manuelle Tests sind nicht reproduzierbar und skalieren nicht.

4. "Zeitdruck erlaubt keine Tests"

Realitaet: Tests sparen Zeit bei Debugging und verhindern Regressionen.

5. "Private Methoden muss man nicht testen"

Realitaet: Teste das Verhalten durch Public APIs. Wenn nicht testbar: Refactor.

6. "UI-Code kann man nicht testen"

Realitaet: React Testing Library, Playwright, Storybook existieren genau dafuer.

7. "Die Logik ist trivial"

Realitaet: Triviale Logik aendert sich. Tests dokumentieren erwartetes Verhalten.

8. "Wir haben einen QA-Prozess"

Realitaet: QA findet Bugs spaeter und teurer. TDD verhindert Bugs von Anfang an.

9. "Der Code ist nur temporaer"

Realitaet: Temporaerer Code lebt oft Jahre. Tests sichern auch temporaeren Code ab.

10. "Tests verlangsamen die Entwicklung"

Realitaet: TDD beschleunigt langfristig durch weniger Debugging und Regressionen.

11. "Legacy Code hat keine Tests"

Realitaet: Charakterisierungstests vor Aenderungen schreiben. Schrittweise verbessern.

12. "Das Framework/die Library testet das schon"

Realitaet: Teste DEINE Nutzung des Frameworks, nicht das Framework selbst.

13. "Mocking ist zu aufwaendig"

Realitaet: Wenn Mocking zu komplex ist, ist das Design zu komplex. Refactor.

Verification Checklist

Vor jedem Commit MUSS gelten:

• Jede exportierte Funktion hat mindestens einen Test
• Jeder Test ist VOR der Implementation fehlgeschlagen (RED beobachtet)
• Jeder Test prueft genau EINE Sache (Single Assertion Principle)
• Minimaler Code pro Test (kein Over-Engineering)
• Edge Cases abgedeckt:
  • Null/Undefined Inputs
  • Leere Arrays/Strings
  • Grenzwerte (0, MAX_INT, negative Zahlen)
  • Fehlerhafte Inputs (TypeError erwartet)
• Test-Namen beschreiben Verhalten: should [erwartetes Ergebnis] when [Bedingung]
• Keine skip oder only Tests im Commit
• Coverage mindestens 80% fuer neuen Code

TDD-Workflow in der Praxis

Schritt 1: Test-Datei erstellen

# Fuer neue Funktion in src/utils/oee.ts
touch src/utils/oee.test.ts

Schritt 2: Minimaler fehlschlagender Test

// src/utils/oee.test.ts
import { describe, it, expect } from 'vitest';
import { calculateOEE } from './oee';

describe('calculateOEE', () => {
  it('should return 85 for sample manufacturing data', () => {
    const result = calculateOEE({
      availability: 90,
      performance: 95,
      quality: 99
    });
    expect(result).toBeCloseTo(84.645, 2);
  });
});

Schritt 3: Test laufen lassen (MUSS fehlschlagen)

npm run test -- --run src/utils/oee.test.ts

# Erwartete Ausgabe:
# Error: Cannot find module './oee'
# ODER nach Stub:
# Error: Expected 84.645 but received undefined

Schritt 4: Minimale Implementation

// src/utils/oee.ts
export interface OEEParams {
  availability: number;
  performance: number;
  quality: number;
}

export function calculateOEE(params: OEEParams): number {
  return (params.availability * params.performance * params.quality) / 10000;
}

Schritt 5: Test laufen lassen (MUSS bestehen)

npm run test -- --run src/utils/oee.test.ts

# Erwartete Ausgabe:
# PASS src/utils/oee.test.ts

Schritt 6: Naechster Test fuer Edge Case

it('should throw when values exceed 100', () => {
  expect(() => calculateOEE({
    availability: 101,
    performance: 100,
    quality: 100
  })).toThrow('Values must be between 0 and 100');
});

Zurueck zu Schritt 3 (RED) -> Schritt 4 (GREEN) -> Repeat.

Anti-Patterns erkennen

VERBOTEN: Test nach Code

// FALSCH: Code zuerst geschrieben
function add(a: number, b: number): number {
  return a + b;
}

// Dann erst Test geschrieben - UNGUELTIG!
// Du weisst nicht ob der Test das richtige testet

VERBOTEN: Zu viel Code auf einmal

// FALSCH: Komplette Klasse ohne Tests implementiert
class UserService {
  async create(user: User) { ... }
  async update(id: string, data: Partial<User>) { ... }
  async delete(id: string) { ... }
  async findById(id: string) { ... }
  async findAll(filters: FilterOptions) { ... }
}

// RICHTIG: Eine Methode nach der anderen mit TDD

VERBOTEN: Tests anpassen damit sie bestehen

// FALSCH: Test geaendert weil Implementation anders ist
// Vorher: expect(result).toBe(100);
// Nachher: expect(result).toBe(99.5); // "Weil die Formel das so ausgibt"

// RICHTIG: Implementation korrigieren ODER Anforderungen klaeren

Framework-spezifische Patterns

React Components (Vitest + Testing Library)

import { render, screen } from '@testing-library/react';
import userEvent from '@testing-library/user-event';

describe('LoginButton', () => {
  it('should show loading spinner when clicked', async () => {
    render(<LoginButton onLogin={vi.fn()} />);

    await userEvent.click(screen.getByRole('button', { name: /login/i }));

    expect(screen.getByRole('progressbar')).toBeInTheDocument();
  });
});

API Endpoints (Supertest)

import request from 'supertest';
import { app } from '../app';

describe('POST /api/analyze', () => {
  it('should return 401 without authentication', async () => {
    const response = await request(app)
      .post('/api/analyze')
      .send({ data: 'test' });

    expect(response.status).toBe(401);
    expect(response.body.error).toBe('Unauthorized');
  });
});

Async Code

describe('fetchUserData', () => {
  it('should retry 3 times on network failure', async () => {
    const mockFetch = vi.fn()
      .mockRejectedValueOnce(new Error('Network'))
      .mockRejectedValueOnce(new Error('Network'))
      .mockResolvedValueOnce({ id: 1, name: 'Test' });

    const result = await fetchUserData(1, { fetch: mockFetch });

    expect(mockFetch).toHaveBeenCalledTimes(3);
    expect(result.name).toBe('Test');
  });
});

Bei Verstoß gegen TDD

1. STOPP: Keine weitere Code-Generierung ohne Test
2. WARNUNG: "TDD-Verstoß erkannt: [Beschreibung]"
3. ANLEITUNG: Zeige den korrekten TDD-Workflow
4. FRAGE: "Soll ich zuerst den Test schreiben?"

Metriken zur Erfolgsmessung

• Test-to-Code Ratio: Mindestens 1:1 (Test-LOC zu Code-LOC)
• Coverage: Minimum 80% fuer neuen Code
• Red-Green Time: Kurze Zyklen (5-10 Minuten pro Feature)
• Test Execution Time: Unit Tests unter 10 Sekunden

Kommandos

# Einzelnen Test laufen lassen (RED pruefen)
npm run test -- --run path/to/file.test.ts

# Alle Tests (vor Commit)
npm run test

# Coverage Report
npm run test:coverage

# Watch Mode (waehrend Entwicklung)
npm run test -- --watch

Integration mit anderen Skills

• code-quality-gate: TDD Tests sind Teil von Gate 1 (Pre-Commit)
• strict-typescript-mode: Tests muessen auch Type-safe sein
• supervisor: Pruefer-Agent verifiziert TDD-Einhaltung

Quellen und Weiterfuehrende Literatur

• Kent Beck: "Test-Driven Development: By Example"
• Robert C. Martin: "Clean Code" (Kapitel 9: Unit Tests)
• Martin Fowler: "Refactoring" (Test-Sicherheit bei Refactoring)