01 / 03 / 08
ConstraintVerifier 约束单元测试
用 ConstraintVerifier 对单个约束或整个 ConstraintProvider 做单元测试，验证 penalize/reward 值和约束匹配数量
30 秒速览#
ConstraintVerifier 是 Timefold 提供的约束单元测试工具。它让你在不启动 Solver 的情况下，直接验证某个约束对一组给定数据产生的惩罚/奖励值是否正确。
核心流程：verifyThat(约束方法) → given(测试数据) → penalizesBy(期望值)。
为什么需要#
- 约束逻辑错了，Solver 在优化错误的分数。
- 解质量问题的根因往往是”约束没表达业务规则”，而不是算法不够好。
- 约束测试比 Solver 集成测试快得多，适合高频运行。
基本结构#
private ConstraintVerifier<MyConstraintProvider, MySolution> constraintVerifier
= ConstraintVerifier.build(
new MyConstraintProvider(),
MySolution.class,
MyEntity.class,
MyFact.class);参数：ConstraintProvider 实例 → 规划解类 → 所有涉及的实体和事实类。
测试单个约束#
@Test
void roomConflict() {
Room roomA = new Room("A");
Lesson lesson1 = new Lesson(1, "Math", "Monday 08:00", roomA);
Lesson lesson2 = new Lesson(2, "Physics", "Monday 08:00", roomA);
constraintVerifier.verifyThat(MyConstraintProvider::roomConflict)
.given(roomA, lesson1, lesson2)
.penalizesBy(1); // HardSoftScore.ONE_HARD 被匹配 1 次
}penalizesBy(n) 的值 = 单次匹配权重 × 匹配次数。
动态权重的断言#
constraintVerifier.verifyThat(MyConstraintProvider::minimizeChangeover)
.given(task1, task2)
.penalizesBy(30); // 换型时间 30 分钟 → 扣 30 soft用 rewardsWith() 断言奖励#
constraintVerifier.verifyThat(MyConstraintProvider::preferredRoom)
.given(roomB, lesson)
.rewardsWith(1);测试全部约束#
不传约束方法，用 scores() 断言总分数：
@Test
void givenFactsMultipleConstraints() {
constraintVerifier.verifyThat()
.given(roomA, lesson1, lesson2)
.scores(HardSoftScore.ofSoft(20)); // 期望 0hard/-20soft
}需要确保 given() 提供了约束涉及的所有实体和事实，否则会漏匹配或报错。
givenSolution 与影子变量#
可以直接传整个 PlanningSolution，但影子变量默认不更新：
// 影子变量不会自动设置
constraintVerifier.verifyThat(MyConstraintProvider::capacity)
.givenSolution(solution)
.penalizesBy(20);
// 显式要求更新所有影子变量
constraintVerifier.verifyThat(MyConstraintProvider::capacity)
.givenSolution(solution)
.settingAllShadowVariables()
.penalizesBy(20);注意：ConstraintVerifier 不会触发自定义变量监听器（custom variable listener），只会更新内置的影子变量。如果约束依赖手动变量监听器，需由测试代码自行赋值。
Spring Boot 集成#
在 Spring Boot 项目中直接注入：
@SpringBootTest
public class MyConstraintProviderTest {
@Autowired
ConstraintVerifier<MyConstraintProvider, MySolution> constraintProvider;
}常用断言模式#
| 场景 | 断言 |
|---|---|
| 无违反 | .penalizesBy(0) 或 .rewardsWith(0) |
| 匹配 N 次 | .penalizesBy(N) |
| 动态惩罚值 | .penalizesBy(expectedValue) |
| 总分数验证 | .scores(HardSoftScore.ofHard(1)) |
排程约束测试示例#
// 模具冲突 — 同一时间同一模具被两个任务占用
@Test
void moldConflict() {
Mold mold = new Mold("M001");
Task task1 = new Task(1, mold, LocalDateTime.parse("2026-07-21T08:00"));
Task task2 = new Task(2, mold, LocalDateTime.parse("2026-07-21T08:00"));
constraintVerifier.verifyThat(MyProvider::moldConflict)
.given(mold, task1, task2)
.penalizesBy(1); // ONE_HARD
}
// 产线不兼容
@Test
void lineIncompatible() {
Line line = new Line("L1", Set.of("A", "B"));
Task task = new Task(1, "C", line);
constraintVerifier.verifyThat(MyProvider::lineProductIncompatible)
.given(line, task)
.penalizesBy(1);
}
// 延期
@Test
void orderTardiness() {
Task task = new Task(1, "CUSTOMER_A",
LocalDateTime.parse("2026-07-21T16:00"), // 交期
LocalDateTime.parse("2026-07-21T18:00")); // 实际结束
constraintVerifier.verifyThat(MyProvider::orderTardiness)
.given(task)
.penalizesBy(120); // 延期 120 分钟
}约束可见性#
约束方法必须对测试类可见。在 ConstraintProvider 实现中，约束方法通常是 public，这自然满足要求。如果约束被提取为私有方法辅助，需要改成包可见或公开。