導讀

為什麼要編寫自動化測試程式（Automated Tests）？

• 可以頻繁的進行測試
• 可以在任何時間進行測試，也可以按計劃定時進行，例如：可以在半夜進行自動測試。
• 肯定比人工測試要快。
• 可以更快速的發現錯誤。
• 基本上是非常可靠的。
• 測試程式碼與生產程式碼緊密結合。
• 使得開發團隊更具有幸福感！

自動化測試的分類：

縱軸表示測試的深度，也就是說測試的細緻程度。

橫軸則表示測試的覆蓋程度。

• Unit Test 單元測試， 它可以測試一個類，或者一個類的某個功能，它具有很好的深度，但是對整個應用來說它不具備很好的覆蓋面。
• Integration Test 整合測試，它沒有單元測試那麼細緻，但是具有相對較好的測試覆蓋面。例如它可以測試功能的組合，以及像資料庫或檔案系統這樣的外部資源等。
• Subcutaneous Test 皮下測試，這種測試作用於UI層的下面一層，這也意味著它對整個應用來說有很好的覆蓋率，但是深度欠佳。那一個MVC結構的應用來說，它就是針對剛好在Controller下面一層的測試，對於Web service來說，它就是對節點下面那層的測試。
• UI測試，它的測試覆蓋面很廣，直接從UI層面進行測試，但是深度欠佳。

從速度來看 單元是最快的，而UI測試是最慢的。

從脆弱性來看 UI測試是最差的，程式修改後極有可能需要修改測試程式碼，而單元測試是最好的。

是測試行為還是測試私有方法（private method）?

        public void
 
 IncreaseHeartBeatRate()
        {
            HeartBeatRate = CalculateHeartBeatRate() + 2;
        }

        private int CalculateHeartBeatRate()
        {
            var random = new Random();
            return random.Next(1, 100);
        }

大多數情況下單元測試都應該是針對類的行為進行測試的，也就是public方法。當然也純在不同的觀點。

如果想要對private方法進行測試的話，是有很多缺點的：

• 首先需要修改方法的訪問限制需要從private改為public，這就破壞了面向物件的封裝性。
• 再者，這其實測試的是類的具體實現細節，而不是類的行為。如果我們想要對類的內部進行重構的話，就會破壞測試，導致測試也必須重構。如果必須對private方法進行測試，那麼首先建議您把private修飾符改成internal，然後修改該專案（project）的AssemblyInfo.cs，它在專案的Debug或者Release資料夾下。程式碼如下：

[assembly: InternalsVisibleTo("Hospital.Tests")]

這表示Hospital.Tests這個測試專案可以訪問該專案生產程式碼（production code）的internal方法。

測試的三個階段 AAA

• Arrange，這裡做一些先決的設定。例如建立物件例項，資料，輸入等等。
• Act，在這裡執行生產程式碼並返回結果。例如呼叫方法，或者設定屬性（Properties）。
• Assert，在這裡檢查結果。測試通過或者失敗。

xUnit.net

xUnit是一個測試框架，可以針對.net/core進行測試。

測試專案需引用被專案從而對其進行測試，測試專案同時需要引用xUnit庫。測試編寫好後，用Test Runner來執行測試。Test Runner可以讀取測試程式碼，並且會知道我們所使用的測試框架，然後執行，並顯示結果。目前可用的Test Runner包括vs自帶的Test Explorer，或者dotnet core命令列，以及第三方工具，例如resharper等等。

xUnit支援的平臺：

.net full, .net core, .net standard, uwp, xamarin.

xUnit的例子：

        [Fact]
        public void TestIncreaseHeartBeatRate()
        {
            var patient = new Patient(); // Arrange
            patient.IncreaseHeartBeatRate(); // Act
            Assert.InRange(patient.HeartBeatRate, 40, 100); // Assert
        }

安裝配置xUnit.net

a.使用Visual Studio 2017

首先建立一個C# library專案，叫Hospital（下面部分截圖有個拼寫錯誤，應該是Hospital），然後建立一個xUnit Test專案，叫Hospital.Tests:

可以看到Hospital.Tests已經包含裡這幾個庫：

然後為Hospital.Tests新增到Hospital專案的引用。

b.使用.net core 命令列

首先把剛才建立的Hospital.Tests專案移除（目錄需要手動刪除）.

然後開啟專案位置：

按住shift開啟命令列：

用命令列建立專案：

建立 Hospital.Tests目錄，進入目錄，使用命令dotnet new xunit建立xUnit單元測試專案。

新增專案的引用：

最後新增專案到解決方案：

回到VS介面，提示重新載入：

確認後，VS中解決方案結構如：

做第一個測試

對測試專案的檔名進行一些重構，編寫以下程式碼，並進行Build：

從Test Explorer我們可以看到一個待測試的專案。

在這裡，我們可以對測試專案進行分組和排序，如圖：

想要執行所有的測試，就點選上面的Run All按鈕。如果像執行單個測試，那麼右擊選擇Run Selected Tests：

執行後，可以看到結果，Passed：

我們同樣可以通過命令列來進行測試：

進入到Tests目錄，執行 dotnet test命令，所有的測試都會被發現，然後被執行：

因為我們並沒有在測試方法中寫任何的Assert，所以測試肯定是通過的，但這個測試也是個無效的測試。

Assert

Assert做什麼？Assert基於程式碼的返回值、物件的最終狀態、事件是否發生等情況來評估測試的結果。Assert的結果可能是Pass或者Fail。如果所有的asserts都pass了，那麼整個測試就pass了；如果有任何assert fail了，那麼測試就fail了。

xUnit提供了以下型別的Assert：

• boolean：True/False
• String：相等/不等，是否為空，以..開始/結束，是否包含子字串，匹配正則表示式
• 數值型：相等/不等，是否在某個範圍內，浮點的精度
• Collection：內容是否相等，是否包含某個元素，是否包含滿足某種條件(predicate)的元素，是否所有的元素都滿足某個assert
• Raised events：Custom events，Framework events(例如：PropertyChanged)
• Object Type：是否是某種型別，是否某種型別或繼承與某種型別

一個test裡應該有多少個asserts？

一種建議的做法是，每個test方法裡面只有一個assert。

而還有一種建議就是，每個test裡面可以有多個asserts，只要這些asserts都是針對同一個行為就行。

第一個Assert

目標類：

    public class Patient
    {
        public Patient()
        {
            IsNew = true;
        }

        public string FirstName { get; set; }
        public string LastName { get; set; }
        public string FullName => $"{FirstName} {LastName}";
        public int HeartBeatRate { get; set; }
        public bool IsNew { get; set; }

        public void IncreaseHeartBeatRate()
        {
            HeartBeatRate = CalculateHeartBeatRate() + 2;
        }

        private int CalculateHeartBeatRate()
        {
            var random = new Random();
            return random.Next(1, 100);
        }
    }

測試類：

    public class PatientShould
    {
        [Fact]
        public void HaveHeartBeatWhenNew()
        {
            var patient = new Patient();

            Assert.True(patient.IsNew);
        }
    }

執行測試：

結果符合預期，測試通過。

改為Assert.False()的話：

測試Fail。

String Assert

測試string是否相等：

        [Fact]
        public void CalculateFullName()
        {
            var p = new Patient
            {
                FirstName = "Nick",
                LastName = "Carter"
            };
            Assert.Equal("Nick Carter", p.FullName);
        }

然後你需要Build一下，這樣VS Test Explorer才能發現新的test。

執行測試，結果Pass：

同樣改一下Patient類（別忘了Build一下），讓結果失敗：

從失敗資訊可以看到期待值和實際值。

StartsWith, EndsWith

        [Fact]
        public void CalculateFullNameStartsWithFirstName()
        {
            var p = new Patient
            {
                FirstName = "Nick",
                LastName = "Carter"
            };
            Assert.StartsWith("Nick", p.FullName);
        }

        [Fact]
        public void CalculateFullNameEndsWithFirstName()
        {
            var p = new Patient
            {
                FirstName = "Nick",
                LastName = "Carter"
            };
            Assert.EndsWith("Carter", p.FullName);e);
        }

Build，然後Run Test，結果Pass：

忽略大小寫 ignoreCase：

string預設的Assert是區分大小寫的，這樣就會失敗：

可以為這些方法新增一個引數ignoreCase設定為true，就會忽略大小寫：

包含子字串 Contains

        [Fact]
        public void CalculateFullNameSubstring()
        {
            var p = new Patient
            {
                FirstName = "Nick",
                LastName = "Carter"
            };
            Assert.Contains("ck Ca", p.FullName);
        }

Build，測試結果Pass。

正則表示式，Matches

測試一下First name和Last name的首字母是不是大寫的：

        [Fact]
        public void CalculcateFullNameWithTitleCase()
        {
            var p = new Patient
            {
                FirstName = "Nick",
                LastName = "Carter"
            };
            Assert.Matches("[A-Z]{1}{a-z}+ [A-Z]{1}[a-z]+", p.FullName);
        }

Build，測試通過。

數值 Assert

首先為Patient類新增一個property： BloodSugar。

    public class Patient
    {
        public Patient()
        {
            IsNew = true;
            _bloodSugar = 5.0f;
        }

        private float _bloodSugar;
        public float BloodSugar
        {
            get { return _bloodSugar; }
            set { _bloodSugar = value; }
        }
        ...

Equal:

        [Fact]
        public void BloodSugarStartWithDefaultValue()
        {
            var p = new Patient();
            Assert.Equal(5.0, p.BloodSugar);
        }

Build，測試通過。

範圍， InRange:

首先為Patient類新增一個方法，病人吃飯之後血糖升高：

        public void HaveDinner()
        {
            var random = new Random();
            _bloodSugar += (float)random.Next(1, 1000) / 100; //  應該是1000
        }

新增test：

        [Fact]
        public void BloodSugarIncreaseAfterDinner()
        {
            var p = new Patient();
            p.HaveDinner();
            // Assert.InRange<float>(p.BloodSugar, 5, 6);
            Assert.InRange(p.BloodSugar, 5, 6);
        }

Build，Run Test，結果Fail：

可以看到期待的Range和實際的值，這樣很好。如果你使用Assert.True(xx >= 5 && xx <= 6)的話，錯誤資訊只能顯示True或者False。

因為HaveDinner方法裡，表示式的分母應該是1000，修改後，Build，Run，測試Pass。