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关于C#程序的单元测试

时间：2020-01-23 12:34:38   收藏：0   阅读：90

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志铭-2020年1月23日 11:49:41

1.单元测试概念



2.单元测试的原则

根本原则：

其他一些规范：



3.单元测试简单示例

3.1一个简单的手写单元测试实例

为了简洁明了的说明什么是单元测试，首先不使用单元测试框架，自行编写单元测试项目

比如说新建了一个类Calculator用于对数据的计算，

如下只是随便的的写了个方法，方便理解：

public class Calculator
{
    //求一个数的二倍
    public int DoubleValue(int i)
    {
        return i * 2;
    }
}

新建了Calculator类之后，我们编写单元测试代码对该类中方法进行单元测试：
首先新建一个项目，对待测试的方法所在的项目添加引用,

编写代码，测试ClassLib项目中Calculator类中的DoubleValue()方法

测试DoubleValue(int value),该函数是求一个数的二倍，给其一个参数value=2,则期望其得到的结果是4，若是其他值则说明函数编写是错误的，测试不通过。若是该函数的运行结果和期望的结果一样则运行通过

public static void CalculatorDoubleValueTest()
{  
    //生成一个测试对象的实例
    Calculator obj = new Calculator();
    //设计测试案例
    int value = 2;
    int expected = 4;
        
    //与预期比较
    if (expected == obj.DoubleValue(value))
    {
        Console.WriteLine("测试通过");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine($"测试未通过,测试的实际结果是{obj.DoubleValue(value)}");
    }
    Console.ReadKey();
}

通过上面的示例，简单的演示了单元测试是什么，但是实际中一般都是使用已有的单元测试框架。而且测试一个方法为了完备性一般都要到所有的逻辑路径进行测试，所以会对一个方法写多个测试方法。

3.2单元测试框架MSTest

单元测试一般都是使用现成的单元测试框架，关于.net的单元测试框架有许多，常见的有NUnit,MSTest等等。

这里使用VS自带的MStest框架做简单的演示（一般推荐使用NUnit框架：Undone）

演示的案例，继续对上述的Calculator类中的DoubleValue()进行单元测试

注意：通常的做法是为每个被测项目建立一个测试项目，为每个被测类建立一个测试类，并且为每个被测方法至少建立一个测试方法。

新建项目--->选择测试类项目中的单元测试项目，命名为"被测试项目名+Tests"

测试类的命名为“被测试的类+Tests”

测试函数的命名按照 ：**[被测方法]_ [测试场景]_[预期行为]** 格式命名

当然在VS中也可以在想要测试的函数上右键，创建单元测试，弹出如下窗口，直接点击确定即可,即可生成默认的单元测试代码模版

技术图片

这里先使用默认自带的MSTest框架，使用默认的命名格式，会自动生成相应的测试项目和测试函数格式。

编写单元测试的代码，一般按照以下四步编写:

Arrange:配置测试对象

TestCase:准备测试案例

Act:操作测试对象

Assert:对操作断言

//注意 [TestClass]和[TestClass()]，[TestMethod()]和[TestMethod]写法等价
namespace ClassLib.Tests
{
    [TestClass()]//通过标注该特性标签表明该类为测试类
    public class CalculatorTests
    {
        [TestMethod()]//通过标注该特性标签表明该函数为测试函数
        public void DoubleValueTest_DoubleValue_ReturnTrue()
        {
            //Arrange:准备，实例化一个带测试的类
            Calculator obj = new Calculator();

            //Test Case:设计测试案例
            int value = 2;
            int expected = 4;

            //Act：执行
            int actual = obj.DoubleValue(value);

            //Assert：断言
            Assert.AreEqual(expected, actual);
        }
    }
}

点击测试-->运行-->所有测试
或点击测试-->窗口-->测试资源管理器-->运行所有测试

技术图片

上面运行显示测试通过显示的是绿色的标志，若是测试不通过则会则显示红色标志，在单元测试中有一种“红绿灯”的概念（你是使用其他的单元测试框架也是同样的红绿标志）。

在测试驱动开发的流程中，就是“红灯-->修改-->绿灯-->重构-->绿灯”的开发流程。

注意：我是使用的不是VS Enterprise版本故无法直接查看代码的测试覆盖率，可以使用插件OpenCover或NCover等其他工具查看单元测试的覆盖率。

上面只是演示了怎么进行一次单元测试，但是实际中我们的测试案例不能仅仅一个，所以要添加多个测试，以提高到测试的完备性

若是对需要大量测试案例的，可以把测试数据存放在专门的用于测试使用的数据库中，在测试时通过连接数据库，使用数据库中的数据进行测试

依旧是上面的示例，把大量的测试案例存放在数据库

Id                   Input       Expected
-------------------- ----------- -----------
1                    2           4
2                    6           12
3                    13          26
4                    0           0
5                    -2          -4

单元测试的代码如下

 public TestContext TestContext { get; set; }//注意为了获取数据库的数据，我们要自定义一个TestContext属性
[TestMethod()]
[DataSource("System.Data.SqlClient",
            @"server=.;database=db_Tome1;uid=sa;pwd=shanzhiming",//数据库连接字符串
            "tb_szmUnitTestDemo",//测试数据存放的表
            DataAccessMethod.Sequential)]//对表中的数据测试的顺序，可以是顺序的，也可以是随机的，这里是我们选择顺序
public void DoubleValueTest_DoubleValue_ReturnTrue()
{
    //Arrange
    Calculator target = neCalculator();
    //TestCase
    int value = Convert.ToInt(TestContext.DataR["Input"]);
    int expected Convert.ToInt(TestContext.DataR["Expected"]);
    //Act
    int actual target.DoubleValu(value);
    //Assert
    Assert.AreEqual(expected, actual);
}

说明：

  1. 特性标签[TestClass] [TestMethod]

    MSTest框架通过标签识别并加载测试

    [TestClass]用来标识包含一个MSTest自动好测试的类，

    [TestMethod]用来标识需要被调用的自动化测试的方法

  2. 特性标签[DataSource]标识用来测试的数据源，其的参数如下：

    • 第一个参数是providername，即使用的数据源的命名空间，其实我们也是可是使用Excel表格的（菜单“项目”-->添加新的数据源……）参考：CSDN:vs2015数据驱动的单元测试

      providername值参考：

      • "system.data.sqlclient" ----说明使用的是mssqlserver数据库

      • "system.data.sqllite" ----说明使用的是sqllite数据库

      • "system.data.oracleclient" ----说明使用的是oracle数据库或

      • "mysql.data.mysqlclient" ----说明使用的是mysql数据库

    • 第二个参数是connectionString，我习惯是这样写：

      @"server=.;database=数据库;uid=用户ID;pwd=密码"

      但是推荐这样写：

      @"Data Source=localhost;Initial Catalog=数据库;User ID=用户ID;Password=密码"

    • 第三个参数是tablename,选择使用的数据库中的哪张表

    • 第四个参数确定对表中的数据测试的顺序.
      可以是顺序的：DataAccessMethod.Sequential，
      可以是随机的:DataAccessMethod.Random



4.单元测试框架特性标签

在MSTest单元测试框架中主要有以下的一些特性标签：

(参考)

MS Test Attribute 用途
[TestClass] 定义一个测试类，里面可以包含很多测试函数和初始化、销毁函数（以下所有标签和其他断言）。
[TestMethod] 定义一个独立的测试函数。
[ClassInitialize] 定义一个测试类初始化函数，每当运行测试类中的一个或多个测试函数时，这个函数将会在测试函数被调用前被调用一次（在第一个测试函数运行前会被调用）。
[ClassCleanup] 定义一个测试类销毁函数，每当测试类中的选中的测试函数全部运行结束后运行（在最后一个测试函数运行结束后运行）。
[TestInitialize] 定义测试函数初始化函数，每个测试函数运行前都会被调用一次。
[TestCleanup] 定义测试函数销毁函数，每个测试函数执行完后都会被调用一次。
[AssemblyInitialize] 定义测试Assembly初始化函数，每当这个Assembly中的有测试函数被运行前，会被调用一次（在Assembly中第一个测试函数运行前会被调用）。
[AssemblyCleanup] 定义测试Assembly销毁函数，当Assembly中所有测试函数运行结束后，运行一次。（在Assembly中所有测试函数运行结束后被调用）
[Ignore] 跳过（忽略）该测试函数
[TestCategory("测试类别")] 给测试自定义分类，便于有选择的运行指定类别的单元测试

说明：


[TestClass()]
public class CalculatorTests
{
    //使用ClassInitialize标签初始化一个Calculator对象以供下面所有的测试([ClassCleanup]之前）使用
    private static Calculator calc = null;
    [ClassInitialize]
    public static  void  ClassInit(TestContext testcontext)
    {
        calc = new Calculator();
    }

    [TestMethod()]
    public void testMethod1()
    {
         //测试
    }
    [TestMethod()]
    public void testMethod2()
    {
        //测试
    }
    [TestMethod()]
    public void testMethod3()
    {
        //测试
    }
     
    [ClassCleanup]
    public static  void Classup()
    {
        calc = null;
    }
}



5.单元测试中的断言Assert

  1. 断言是什么？可以从字面理解是“十分肯定的说”，在编程中可以通过 不同的断言来测试方法实际运行的结果和你期望的结果是否一致。

  2. 断言是单元测试最基本的组成部分，Assert类的静态方法提供了不同形式的多种断言。
    MStest中Assert的常用静态方法：(参考)：

    MS Test Assert 用途
    Assert.AreEqual() 验证值相等
    Assert.AreNotEqual() 验证值不相等
    Assert.AreSame() 验证引用相等
    Assert.AreNotSame() 验证引用不相等
    Assert.Inconclusive() 暗示条件还未被验证
    Assert.IsTrue() 验证条件为真
    Assert.IsFalse() 验证条件为假
    Assert.IsInstanceOfType() 验证实例匹配类型
    Assert.IsNotInstanceOfType() 验证实例不匹配类型
    Assert.IsNotNull() 验证条件为NULL
    Assert.IsNull() 验证条件不为 NULL
    Assert.Fail() 验证失败

  3. 针对字符串的断言，使用StringAssert的静态方法：

    注意可以根据VS的只能提示自行查看StringAssert的所有静态方法，或是查看StringAssert的定义，可以查看其所有的静态方法

    详细使用可参考

    StringAssert 用途
    StringAssert.AreEqualIgnoringCase(string expected,string actual) 用于断言 两个字符串在不区分大小写情况下是否相等,需要提供两个参 数,第一个是期待的结果,第二个是实际结果.
    StringAssert.Contains() 用于断言一个字符串是否包含另一字符串,其中第一个参数为被包含的字符串,第二个为实际字符串
    StringAssert.StartsWith() 断言字符串是否以某(几)字符开始, 第一个参数为开头的字符串 ,第二个为实际字符串
    StringAssert.EndsWith() 断言字符串是否以某(几)字符结束
    StringAssert.Matches() 断言字符串是否符合特定的正则表达式

  4. 针对集合的断言，使用CollectionAssert的静态方法：

    注意可以根据VS的只能提示自行查看CollectionAssert所有的静态方法，或是查看CollectionAssert的定义，可以查看其所有的静态方法

    详细使用可参考

    CollectiongAssert 用途
    CollectionAssert.AllItemsAreNotNull 断言集合里的元素全部不是Null,也即集合不包含null元素,这个方法只有一个参数,传入我们要判断的集合即可
    CollectionAssert.AllItemsAreUnique 断言集合里面的元素全部是惟一的,即集合里没有重复元素.
    CollectionAssert.AreEqual 用于断言两个集合是否相等
    CollectionAssert.AreEquivalent 用来判断两个集合的元素是否等价,如果两个集合元素类型相同,个数也相同,即视为等价,与上面的AreEqual方法相比,它不关心顺序
    CollectionAssert.Contains 断言集合是否包含某一元素
    CollectionAssert.IsEmpty 断言某一集合是空集合,即元素个数为0
    CollectionAssert.IsSubsetOf 判断一个集合是否为另一个集合的子集,这两个集合不必是同一类集合(可以一个是array,一个是list),只要一个集合的元素完全包含在另一个集合中,即认为它是另一个集合的子集



6.单元测试中验证预期的异常

若是程序中在某种特定的条件下有异常抛出，为了进行单元测试，我们设计指定的测试案例，期望在该测试案例程序抛出异常，并检验其是否抛出异常。

简单示例：

/// <summary>
/// 计算从from到to的所有整数的和
/// </summary>
public int Sum(int from, int to)
{
    if (from > to)
    {
        throw new ArgumentException("参数from必须小于to");
    }
    int sum = 0;
    for (int i = from; i <= to; i++)
    {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

在程序中，若是参数from >to则抛出异常new ArgumentException("参数from必须小于to");

为了检验该程序在该条件下是否真的会抛出异常，可以创造测试案例from=100 > to=50
期望Sum()函数代码中执行：throw new ArgumentException("参数from必须小于to");，所以我们要测试期望抛出的异常ArgumentException。

使用标签[ExpectedException(typeof(“抛出的异常对象”))]

单元测试代码：

       
//异常测试，添加ExpectedException
[TestMethod]
[ExpectedException(type(ArgumentException))]
public void SumTest_ArgumentException_TrowException()
{
    Calculator bjCalcultor = new Calculator();
    int from=100,to=50；
    calc.Sum(from, to);
}

因为程序抛出了我们期望的异常，所以该测试通过。如若程序没有抛出该异常则测试失败。

技术图片



7.单元测试中针对状态的间接测试

//用于存储状态的结果用于以后的验证
public bool wasLastFileNameValid { get; set; }
//判断输入的字符串是否是.txt文件名
public bool isLastFilenameValid(string filename)
{
   if (!(filename .ToLower()).EndsWith("txt"))
   {
       wasLastFileNameValid = false;
       return false ;
   }
   else
   {
       wasLastFileNameValid = true;
       return true;
   }
} 
[TestMethod()]
public void isLastFilenameValid_ValidName_ReturnTrue()
{
    Calculator calc = new Calculator();
    string fileName = "test.txt";
    calc.isLastFilenameValid(fileName)
    Assert.IsTrue(calc.wasLastFileNameValid);
  
}



8.单元测试在MVC模式中的实现

参考

说明：

  1. 如果View()函数没指定视图，而是使用默认的视图，则视图名为空，所以如果名称不写的时候我们可以断言ViewName是空。

  2. 注意在Action中的ViewBag传递的数据在单元测试中需要通过ViewData方式获取（因为ViewBag是对ViewData的动态封装，在同一个Action中二者数据相通，此乃ASP.NET MVC的基础，不详述）

  3. 其实呀，MVC模式作为UI层，有许多东西其实是很难（但不是不可以）模拟对象去进行单元测试的，一般其实不推荐做过多的单元测试。（注意不是不做，是不做过多过复杂的单元测试）



8.单元测试相关参考

书籍：.NET 单元测试的艺术

书籍：单元测试之道C#版

微软：dotnet文档

博客园：对比MS Test与NUnit Test框架

博客园：.net持续集成测试篇之Nunit文件断言、字符串断言及集合断言

博客园：.netcore持续集成测试篇之MVC层单元测试



9.示例源代码下载

示例源代码下载

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