單元測試與Nunit的基本使用

 1、單元測試是什麼

單元測試（unit testing），是指對軟件中的最小可測試單元進行檢查和驗證。對於單元測試中單元的含義，通常來講，要根據實際狀況去斷定其具體含義，如C語言中單元指一個函數，C#裏單元指一個類，圖形化的軟件中能夠指一個窗口或一個菜單等。總的來講，單元就是人爲規定的最小的被測功能模塊。單元測試是在軟件開發過程當中要進行的最低級別的測試活動，軟件的獨立單元將在與程序的其餘部分相隔離的狀況下進行測試。

單元測試（模塊測試）是開發者編寫的一小段代碼，用於檢驗被測代碼的一個很小的、很明確的功能是否正確。一般而言，一個單元測試是用於判斷某個特定條件（或者場景）下某個特定函數的行爲。

2、爲何須要單元測試

在咱們如今的編程思惟中一直都是編碼=>編譯=>調試，一直循環，直到要處理的功能完成，每個功能完成都是如此，且有的功能是嚴重依賴於上一個功能。在如此處理中存在幾個問題。

1. 編譯經過後，運行程序出現的bug難以定位。
2. 修改一個bug，容易引進其餘bug。
3. Bug越到後期發現，越難以修改。
4. 後期系統的複雜性，致使代碼難以修改和重構，使得系統難以維護。
5. 開發人員常認爲編譯功過，進行了幾回手工測試就等於測試經過（認爲詳細的測試是測試人員的工做，非開發人員的工做）。
6. 在徹底依賴外部系統的狀況下，難以進行有效的測試。
7. 手工測試效率低下，針對性不強，測試不能重用。

有了單元測試在開發過程當中起到的做用。

1. 大大節約了測試和修改的時間，有效且便於測試各類狀況。
2. 能快速定位bug（每個測試用例都是具備針對性）。
3. 能使開發人員從新審視需求和功能的設計（難以單元測試的代碼，就須要從新設計）。
4. 強迫開發者以調用者而不是實現者的角度來設計代碼，利於代碼之間的解耦。
5. 自動化的單元測試能保證迴歸測試的有效執行。
6. 使代碼能夠放心修改和重構。
7. 測試用例，可做爲開發文檔使用（測試即文檔）。
8. 測試用例永久保存，支持隨時測試。

既然單元測試有這些好處，爲何咱們不去用呢。能夠概括爲如下幾個理由。

1. 對單元測試存在的誤解，如：單元測試屬於測試工做，應該由測試人員來完成，因此單元測試不屬於開發人員的職責範圍。答：雖然單元測試雖然叫作"測試"，但實際屬於開發範疇，應該由開發人員來作，而開發人員也能從中受益。
2. 沒有真正意識到單元測試的收益，認爲寫單元測試太費時，不值得。

   答：在開發時越早發現bug，就能節省更多的時間，下降更多的風險。單元測試先期要編寫測試用例，是須要多耗費些時間，可是後面的調試、自測，均可以經過單元測試處理，不用手工一遍又一遍處理。實際上總時間被減小了。

3. 項目經理或技術主管沒有要求寫單元測試，因此不用寫。

   答：寫單元測試應該成爲開發人員的一種本能，開發自己就應該包含單元測試。

4. 不知道有單元測試這回事，不知道如何用。通過這篇文檔的說明，就基本知道如何處理單元測試。

結論：

只進行手工測試，只是臨時性的單元測試，代碼測試覆蓋率要超過70%都很困難，未覆蓋的代碼可能遺留大量的細小的錯誤，這些錯誤還會互相影響，當bug暴露出來的時候難於調試，大幅度提升後期測試和維護成本。能夠說，進行充分的單元測試，是提升軟件質量，下降開發成本的必由之路。

要進行充分的單元測試，應專門編寫測試代碼，並與產品代碼隔離。比較簡單的辦法是爲產品工程創建對應的測試工程，爲每一個類創建對應的測試類，爲每一個函數（很簡單的除外）創建測試函數。

單元測試是由程序員本身來完成，最終受益的也是程序員本身。能夠這麼說，程序員有責任編寫功能代碼，同時也就有責任爲本身的代碼編寫單元測試。執行單元測試，就是爲了證實這段代碼的行爲和咱們指望的一致。

對於程序員來講，若是養成了對本身寫的代碼進行單元測試的習慣，不但能夠寫出高質量的代碼，並且還能提升編程水平。

3、單元測試工具。

在.Net平臺有三種單元測試工具，分別爲MS Test、NUnit、Xunit.Net。

1.MS Test爲微軟產品，集成在Visual Studio 2008+工具中。

2.NUnit爲.Net開源測試框架（採用C#開發），普遍用於.Net平臺的單元測試和迴歸測試中,官方網址(www.nunit.org)。

3.XUnit.Net爲NUnit的改進版。

（如下主要講解NUnit的使用，會了NUnit其餘2個測試工具也能快速熟悉）。

任何xUnit工具都使用斷言進行條件的判斷，NUnit天然也不例外，與其它的xUnit（如JUnit、phpUnit、pythonUnit）相比，因爲大量使用了Generic、Attribute等語言特徵，NUnit提供了更爲方面、靈活的測試方法，下面先介紹一下斷言。

NUnit一共有五個斷言類，分別是Assert、StringAssert、FileAssert、DirectoryAssert、CollectionAssert，它們都在NUnit.Framework命名空間，其中Assert是經常使用的，而另外四個斷言類，顧名思義，分別對應於字符串的斷言、文件的斷言、目錄的斷言、集合的斷言。理論上，僅Assert類就能夠完成全部條件的判斷，然而，若是合理的運用後面的四個斷言，將使代碼更加簡潔、美觀，也更加便於理解和維護。

4、NUnit的使用。

本處演示所使用的NUnit版本爲2.6.4，若要使用最新版能夠去官網下載。

首先建立一個類庫項目（也能夠是其餘項目），而後建立一個Test+類庫名稱的項目（也能夠是項目名稱+Test），用於表明是測試工程。以下圖：

Demonstration項目中含有一個計算功能類，對應的測試項目含有一個測試計算類，一個計算功能類中方法可能須要多個測試用例來完成檢測。以下展現出了2個類的代碼：

    /// <summary>
    /// 用於演示的一個簡單計算功能
    /// </summary>
    public class Calculate
    {
        /// <summary>
        /// 加法
        /// </summary>
        public int Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }
        /// <summary>
        /// 減法
        /// </summary>
        public int Subtract(int a, int b)
        {
            return a - b;
        }
        /// <summary>
        /// 乘法
        /// </summary>
        public int Multiply(short a, short b)
        {
            return a * b;
        }
        /// <summary>
        /// 除法
        /// </summary>
        public int Quotient(int a, int b)
        {
            return a / b;
        }
        /// <summary>
        /// 開平方根
        /// </summary>
        public double SquareRoot(int num)
        {
            return Math.Sqrt(num);
        }
        /// <summary>
        /// 四捨五入，取整
        /// </summary>
        public int Round_Off(double num)
        {
            return (int)Math.Round(num);
        }
        /// <summary>
        /// 向上取整
        /// </summary>
        public int UpwardTrunc(double num)
        {
            return (int)Math.Ceiling(num);
        }
        /// <summary>
        /// 平方
        /// </summary>
        public int Square(short num)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
    [TestFixture(Description = "測試示例")]
    public class TestCalculate
    {
        private Calculate calculate;
        private StreamReader reader;
        private string[] sourceData = new string[] { @"..\..\..\Resource\score_1.csv" };
        private short a, b;
        [TestFixtureSetUp]
        public void Initialize()
        {
            Console.WriteLine("初始化信息");
            calculate = new Calculate();
        }
        [TestFixtureTearDown]
        public void Dispose()
        {
            Console.WriteLine("釋放資源");
            if (reader != null)
            {
                reader.Close();
            }
        }
        [SetUp]
        public void SetUp()
        {
            a = 3;
            b = 2;
        }
        [TearDown]
        public void TearDown()
        {
            Console.WriteLine("我是清理者");
        }
        [Test(Description = "加法")]
        [Category("優先級 1")]
        public void TestAdd()
        {
            Assert.AreEqual(5, calculate.Add(a, b));
        }
        [Category("優先級 1")]
        [TestCase(1, 2), TestCase(2, 3)]
        public void TestSubtract(int a, int b)
        {
            Assert.AreEqual(a - b, calculate.Subtract(a, b));
        }
        [Category("優先級 2")]
        [TestCase(1, 2, Result = 2), TestCase(2, 3, Result = 6)]
        public int TestMultiply(short a, short b)
        {
            return calculate.Multiply(a, b);
        }
        [Test]
        [Category("優先級 2")]
        [ExpectedException(typeof(DivideByZeroException))]
        public void TestQuotient()
        {
            calculate.Quotient(a, 0);
        }
        [Test]
        [Category("優先級 3")]
        public void TestSquareRoot()
        {
            Assert.Less(1, calculate.SquareRoot(a));
        }
        [Test]
        [Category("優先級 3")]
        [Sequential]
        public void TestRound_Off([Values(3.4, 4.5, 4.6, 5.5)] double num, [Values(3, 5, 5, 6)] int result)
        {
            Assert.AreEqual(result, calculate.Round_Off(num));
        }
        [Test]
        [Category("優先級 3")]
        public void TestUpwardTrunc([ValueSource("sourceData")] object fileName)
        {
            reader = new StreamReader((string)fileName);
            string content;
            while ((content = reader.ReadLine()) != null)
            {
                var nums = content.Split(',').Select(c => double.Parse(c)).ToArray();
                Array.ForEach(nums, (num) =>
                {
                    int result = calculate.UpwardTrunc(num);
                    Console.Write(result + "\n");
                });
            }
        }
        [Test]
        public void TestSquare()
        {
            Assert.Throws<NotImplementedException>(() => calculate.Square(b));
        }
        [Test, Explicit]
        [Ignore]
        public void TestFactorial()
        {
            Assert.Fail("未能實現階乘功能");
        }
    }

View Code

 

在粗略看了代碼後，下面就詳細說明相應的測試標記（屬性）的用法。

1. [TestFixture(arguments)]屬性標記類爲測試類，若沒有填寫參數，則測試類必須含有無參構造函數，不然須要相應的有參構造函數。也能夠多個測試[TestFixture(1), TestFixture("a")]
2. [Test]屬性標記方法爲測試方法，中添加Description參數能夠給咱們測試的功能添加描述信息。
3. [TestCase(arguments)]屬性標記有參數無返值方法爲測試方法(泛型方法同樣標記),想要屢次測試可用逗號隔開([TestCase(1,2), TestCase(2,3)])。
4. [TestCase(arguments,Result = value)屬性標記帶參數與返回值的方法爲測試方法，執行的時候把預期的返回值也告訴NUnit，若是返回值不對，測試一樣沒法經過。
5. [Suite]（測試套件,僅對屬性與索引器標記有效）：能夠將多個測試類組合到一塊兒，同時執行多個測試。本版本的開發人員的一個信念就是減小這個的須要，可使用[Category]來替代它。
6. [Explicit]屬性標記測試方法須要在UI界面顯式執行，若是不想對某個方法進行單元測試,只是在它被選中時才進行測試的話,能夠調用該特性。
7. [Ignore]屬性標記一個測試方法或一個測試類被忽略，若是測試類被忽略，其內中的測試方法也會被忽略。
8. [ExpectedException(Type)]屬性標記測試方法在運行時拋出一個指望的異常，若是是則測試經過，不然不經過。
9. [Category("")]屬性標記用於將測試分類(便於只測試須要的類別)，可在方法與類上進行標記，在NUnit-GUI界面的Categories選項卡中對要測試種類進行添加，Run時僅測試該類別的測試。
10. [TestFixtureSetUp]屬性標記方法爲類級別設置(初始化)方法，在整個測試類中執行一次初始化，全部的測試方法共享初始化數據。
11. [TestFixtureTearDown]屬性標記方法爲類級別拆卸方法，在整個測試類中執行一次拆卸.當測試類中的全部測試方法執行完成，就會執行拆卸方法，用於清除數據、釋放資源。
12. [TearDown]屬性標記方法爲函數級別的拆卸方法,在執行完每一個測試方法後，執行該拆卸方法。一個測試類能夠僅有一個TearDown/Setup/TestFixtureSetUp/TestFixtureTearDown方法。若是有多個定義，測試類也會編譯成功，可是測試時不會運行這些標記過的方法。
13. [SetUp]屬性標記方法爲函數級別的設置方法,在執行每一個測試方法前，執行該設置方法。
14. 每執行一次Run，就是new一個新的實例在測試。
15. [Maxtime]/[Timeout]屬性標記測試用例的最大執行時間，前者超時時不取消測試，然後者會強行中斷，用法如：[Test, Maxtime(2000)],[Test, Timeout(2000)]。
16. [Repeat]屬性標記測試方法重複執行多少次，如：[Test, Repeat(100)]。
17. [RequiresMTA]/[RequiresSTA]/[RequiresThread]屬性標記測試用例必須的在多線程、單線程、獨立的線程狀態下運行。
18. [Values]屬性標記測試用例的參數，以參數的形式傳入一組值，NUnit會把這組值分解成相應數量的子測試。當測試用例的2個參數都使用[Values]進行標記，NUnit默認生成2組數量乘積的用例，須要使用[Sequential]標記測試用例才能按順序生成一一對應的n(n=2組中最大數組長度)個子測試用例。
19. [ValueSource]屬性標記測試用例的參數，指定參數的數據源來自哪裏，在使用[ValueSource]指定數據源時，該數據源必須實現了IEnumerable接口，數據源能夠是屬性、無參方法、實例或靜態成員。

更多屬性標記與詳細說明，能夠查閱NUnit官網提供的說明文檔。一個方法的測試可能要寫不少個測試用例,這都是正常的，若是一個測試用例包含多個斷言，那些緊跟失敗斷言的斷言都不會執行，由於一般每一個測試方法最好只有一個斷言。

在運行單元測試時有3種方式分別爲：

1. 把測試工程的屬性=>調試=>啓動外部程序，設置爲NUnit運行程序。在啓用調試時會啓動NUnit界面程序，但NUnit界面沒有測試用例的信息，須要本身添加在File=>Open Project->文件資源管理器，找你的測試工程類庫或程序添加便可。點擊Run運行，根據選中的節點運行該節點下全部的子測試用例（該測試可進行調試）。以下圖：

以上的圖片展現了運行錯誤界面和運行輸出界面。在測試用例的節點中綠色'√'表明經過，黃色'√'表明忽略，紅色'×'表明失敗。

1. 直接啓動NUnit界面程序，在File=>Open Project->文件資源管理器，添加測試工程類庫或程序,點擊相應的節點進行Run測試，NUnit會根據類庫或程序生成更新，自動更新界面中測試用例節點,但運行的測試用例不能進行調試。效果圖與①中的效果同樣。
2. 在Visual Studio 2010+的IDE中以插件的方式集成NUnit測試工具，直接在測試工程中點擊鼠標右鍵，運行測試便可。或者在VS菜單欄的測試中運行NUnit測試。集成與運行效果圖在"第五節"中展現。

5、Nunit經常使用類和方法

一、Assert(斷言)：若是斷言失敗，方法將沒有返回，而且報告一個錯誤。

1）、測試二個參數是否相等

Assert.AreEqual;

Assert.AreEqual;

2）、測試二個參數是否引用同一個對象

Assert.AreSame;

Assert.AreNotSame;

3）、測試一個對象是否被一個數組或列表所包含

Assert.Contains;

4）、測試一個對象是否大於另外一個對象

Assert.Greater;

5）、測試一個對象是否小於另外一個對象

Assert.Less;

6）、類型斷言：

Assert.IsInstanceOfType;

Assert.IsAssignableFrom；

7）、條件測試：

Assert.IsTrue;

Assert.IsFalse;

Assert.IsNull;

Assert.IsNotNull;

Assert.IsNaN;用來判斷指定的值是否爲數字。

Assert.IsEmpty;

Assert.IsNotEmpty;

Assert.IsEmpty;

Assert.IsNotEmpty;

8）、其餘斷言：

Assert.Fail;方法爲你提供了建立一個失敗測試的能力，這個失敗是基於其餘方法沒有封裝的測試。對於開發你本身的特定項目的斷言，它也頗有用。

Assert.Pass;強行讓測試經過

二、字符串斷言(StringAssert)：提供了許多檢驗字符串值的有用的方法

StringAssert.Contains;

StringAssert.StartsWith;

StringAssert.EndsWith;

StringAssert.AreEqualIgnoringCase;

三、CollectionAssert類

CollectionAssert.AllItemsAreInstancesOfType;集合中的各項是不是某某類型的實例

CollectionAssert.AllItemsAreNotNull:集合中的各項均不爲空

CollectionAssert.AllItemsAreUnique;集合中的各項惟一

CollectionAssert.AreEqual;兩個集合相等

CollectionAssert.AreEquivalent;兩個集合至關

CollectionAssert.AreNotEqual;兩個集合不相等

CollectionAssert.AreNotEquivalent;兩個集合不至關

CollectionAssert.Contains;

CollectionAssert.DoesNotContain;集合中不包含某對象

CollectionAssert.IsSubsetOf:一個集合是另一個集合的子集

CollectionAssert.IsNotSubsetOf:一個集合不是另一個集合的子集

CollectionAssert.IsEmpty;集合爲空

CollectionAssert.IsNotEmpty;集合不爲空

CollectionAssert.IsOrdered;集合的各項已經排序

四、FileAssert

FileAssert.AreEqual;

FileAssert.AreNotEqual;

五、DirectoryAssert

DirectoryAssert.AreEqual;

DirectoryAssert.AreNotEqual;

DirectoryAssert.IsEmpty;

DirectoryAssert.IsNotEmpty;

DirectoryAssert.IsWithin;

DirectoryAssert.IsNotWithin;

6、NUnit集成到VS中的使用。

在使用NUnit-GUI處理運行測試用例，是否是感受比較麻煩，還要使用外部的NUnit應用程序，有沒有簡單點的最好可以跟VS開發工具緊密結合的方式來進行NUnit單元測試呢？答案是確定的，有2種方式。

1.咱們在VS中選擇工具菜單欄下的擴展和更新，選擇聯機並在搜索框中輸入NUnit。出現以下圖的信息，有2個版本的Nunit適配器，分別爲NUnit 3.x（最新版爲3.4.1）和NUnit 2.x（最新版爲2.6.4）,都支持Visual Studio 2012+。若想在VS2010中集成，須要安裝NUnit 2.6.4安裝包(可在官網下載)與VS2010 NUnit整合插件(下載地址：

http://visualstudiogallery.msdn.microsoft.com/c8164c71-0836-4471-80ce-633383031099)，下載安裝完畢就能在 VS2010 的視圖=>其餘窗口中看到 Visual Nunit(或使用快捷鍵Ctrl + F7），打開該視圖，將之拖到合適的位置。

下載安裝NUnit Test Adapter後關閉VS，重啓一下就行了，咱們打開類庫項目中的TestCalculate類，在右鍵彈出的菜單中點擊運行測試。運行結束後，會在左側的測試資源管理器當中顯示本次操做的結果。

2.經過ReSharper工具處理NUnit的單元測試，在VS2010+中安裝了ReSharper開發插件，ReSharper內中自帶支持NUnit與MS Test這2個單元測試工具，只要你的測試工程中引用了相應的單元測試類庫（如nunit.Framework.dll）、以及含有測試用例。經過鼠標右鍵或快捷鍵(Ctrl + T,R)，就能夠運行單元測試，也能夠進行單元測試調試，ReSharper選項圖與運行效果以下圖。

7、後續

上面列出只能單元測試的基本使用，未能說明對Mock等其餘功能的使用，也沒有解釋對難以單元測試的代碼進行從新設計的說明，須要後期深刻了解才能列出相應的文檔說明。可以更好的使用單元測試才能更好的使用TDD（測試驅動開發）來開展項目，TDD測試驅動開發是測試先行（此測試是單元測試）、是極限編程的一個重要特色，它以不斷的測試推進代碼的開發，既簡化了代碼，同時也保證了軟件指令，另外一方面說編寫的測試用例將成爲重要文檔（能夠做爲SDK提供給開發者，測試即文檔）。

-----------------以上內容是根據博客園其餘博客的說明與Nunit官方文檔，以及本身測試使用，進行了整理說明。----------------------------