[生活筆記] 修正 A 校的題目缺陷

導言

在 A 校擔任雲端助教一陣子，主要有幾個原因，
我也是資策會出身，所以我對轉職的學生可以感同身受，
我在教學的過程中，自已也會成長，很多時候可以學習到新知也得到成就感，
最後就是可以獲得額外的收入。

問題發現

這次是一個我有興趣的題目，簡單說 A 社利用 Replit 網站提供作業，
由學生進行撰寫，很聰明的整合方式，而且幾乎零成本。
而且我覺得最棒的是，他可以寫測試腳本，透過測試腳本，就可以驗收大部份的作業，加速批改的時間。

但是，這次同學的作業在執行時期，發生了異常掉入了一個無限廻圈的狀態
問題不難，是一個邊際值的問題。 應該可以加上測試保護，這是我的第一個直覺。
我去檢查了 A 校提供的標準答案，不出意外的也有相同的問題。

另外一個問題是，寫邊際值的測試案例不是基本的嗎?
查看了測試案例，竟然還真的沒有寫

問題排查

我選擇下載了 Replit 到地端開發，
在開始前先簡單描述題目，在一個限範圍內進行猜數字

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const answer = Math.floor(Math.random() * 100) + 1
// start coding

let min = 1
let max = 100
let guess = Math.floor(Math.random() * 100) + 1
let count = 1

function getResult() {
  while (           ) {
    if (          ) {

    } else if (          ) {

    }
    guess = Math.floor((max + min) / 2)
    count ++
  }
  console.log(           )
}

// 以下為測試檔，請勿更動
getResult()

module.exports = {
  guess,
  answer,
  count,
  getResult
}

這是很好的題目，可以同時使用到迴圈與判斷，也可以接觸 Math 模組。
我們來看一下測試案例，在 Replit 右下角的 Unit Test

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test("", async function() {
  const spy = jest.spyOn(console, 'log')
  const { 
    guess,
    answer,
    count,
    getResult
  } = index;

  getResult()
  if (guess === answer) {
    expect(count).toBeLessThanOrEqual(10)
  }
});

測試很單純，當答案在 1~100 之間時，執行迴圈的次數不應該超過 10 次(其實 7 次內應該都猜得出來)
我們應該加上一些邊際測試。
例如 1 與 100 的案例，

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it("Answer_is_1", async function() {
  const spy = jest.spyOn(console, 'log');
  const originalMathRandom = Math.random;
  Math.random = jest.fn()
    .mockImplementationOnce(() => 0.001)
    .mockImplementation(() => originalMathRandom());
  //console.log('now random is', Math.random());
  const index = require('./index');
  index.getResult();

  // Clean up
  spy.mockRestore();
});
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it("Answer_is_100", async function() {
  const spy = jest.spyOn(console, 'log');
  const originalMathRandom = Math.random;
  Math.random = jest.fn()
    .mockImplementationOnce(() => 0.999)
    .mockImplementation(() => originalMathRandom());
  //console.log('now random is', Math.random());
  const index = require('./index');
  index.getResult();

  // Clean up
  spy.mockRestore();
});

這裡注意到的是我們 mock 了Math.random，因為這才會影響我們的答案。

問題後的問題

當我們在測試案例為 100 時，會限入無窮迴圈，而 JavaScript 單緒的特性將無法離開這個測試，
雖然也不會報錯…但是測試將永遠跑不完。
這驅使我再加上一個測試案例，當執行次數超過 10 次時拋出例外。
而學生使用的範本，我希望儘可能不去修改它，
這裡要對 jest 與 javascript 要有足夠的理解才可以寫的好，
所幸在這個時代，有 AI 與 google 的加持下，很快就解決了。

最後的測試程式如下

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describe('Guessing Game', () => {
  let originalMathRandom;
  let spy;

  beforeEach(() => {
    // Save the original functions
    originalMathRandom = Math.random;
    spy = jest.spyOn(console, 'log').mockImplementation(() => {});
  });

  afterEach(() => {
    // Restore the original functions
    Math.random = originalMathRandom;
    spy.mockRestore();
    jest.resetModules()
  });

  it("Answer_is_1", async function() {
    Math.random = jest.fn().mockReturnValue(0.001);
    const index = require('./index');
    index.getResult();
    expect(index.answer).toBe(1);
  });

  it("Answer_is_100", async function() {
    Math.random = jest.fn().mockReturnValue(0.999);
    const index = require('./index');
    index.getResult();
    expect(index.answer).toBe(100);
  });

  it('guess under 10 times', () => {
    Math.random = jest.fn().mockReturnValue(0.5);
    const index = require('./index');
    for(let i=0; i<9; i++) {
      index.getResult();
    }
    expect(() => index.getResult()).not.toThrow();
  });

  it('should throw error if count is more than 10', () => {
    const originalMathFloor = Math.floor;
    Math.floor = jest.spyOn(global.Math, 'floor')
      .mockImplementationOnce(() => Math.floor(Math.random() * 100) + 1)
      .mockImplementationOnce(() => 1000);
    const index = require('./index');
    expect(() => index.getResult()).toThrow('超過10次了，請重新開始');
  
  });


  // Add more tests as needed for the getResult function
});

給學生的出題程式

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const answer = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;

// start coding

let min = 1;
let max = 100;
let guess = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;
let count = 1;

function getResult() {
  console.log(`Guess number is ${guess}`);
  while (    ) {
    if (    ) {

    } else if () {

    }

    count++;
    if (count > 10) {
      throw new Error('超過10次了，請重新開始');
    }
  }
  console.log(`第${count}回合，您猜${guess}，猜對了`);
}

// 以下為測試檔，請勿更動
module.exports = {
  guess,
  answer,
  count,
  getResult,
};

解答範本

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const answer = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;

// start coding

let min = 1;
let max = 100;
let guess = Math.floor(Math.random() * 100) + 1;
let count = 1;

function getResult() {
  console.log(`Guess number is ${guess}`);
  while (guess !== answer) {
    if (answer < guess) {
      max = guess; //猜太大取代最大值
      console.log(`第${count}回合，您猜${guess}，太大了，請猜介於${min}~${max}之間的數字`);
    } else if (answer > guess) {
      min = guess; //猜太小取代最小值
      console.log(`第${count}回合，您猜${guess}，太小了，請猜介於${min}~${max}之間的數字`);
    }
    guess = (max === min + 1) ? max : Math.floor((max + min) / 2);

    count++;
    if (count > 10) {
      throw new Error('超過10次了，請重新開始');
    }
  }
  console.log(`第${count}回合，您猜${guess}，猜對了`);
}

// 以下為測試檔，請勿更動
module.exports = {
  guess,
  answer,
  count,
  getResult,
};

小結

整個課程的調整與測試改寫，大概花了我 4~12 小時處理。
在改制後，互動環節變少了，計時制改為定時制的給薪，也讓無法花太多的時間幫學生排查問題。
這題目我有興趣就順手解決了。
可惜的是，我拿不到任何費用。

也再一次印証 AI 的強大，未來的人材需要有更高的整合能力，
寫測試寫程式，讀技術文章賺取資訊落的錢應該會越來越難賺。
但是能高度整合的人應該會更為搶手。

(fin)

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