C# 软件开发之单元测试

在日常开发中，一般通过启动调试或运行程序来查看功能是否符合预期，如果不符合预期，则需要优化程序，再次运行，如此反复，直到程序的输出符合预期需求为止。随着程序的不断复杂化，某些功能的测试也变得越来越复杂，可能为了验证一个很小的改动项，就需要操作很多步骤，才能验证成功，如果验证不成功，则需要多次重复验证，这对于开发者来说，将大大的拖延了开发进度。如何才能将复杂的功能进行拆分，每一个都可以单独进行验证呢？如果其他的功能没有问题，则只需要验证修改的那部分内容即可，这就是本篇文章需要介绍的单元测试。通过创建和运行单元测试，检查代码是否按预期工作。

什么是单元测试？

单元测试，是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。至于如何裁定最小可测试单元，则需要根据实际情况进行分析，一般情况下，一个类，一个函数，一个页面，一个按钮事件，都可以作为一个测试单元。总的来说，单元就是人为规定的最小的被测功能模块。对这些模块进行的测试，就称之为单元测试。

单元测试的好处？

通过单元测试，可以尽早的发现程序的BUG，便于后期的开发及调试，维护。可以使得程序更加健壮，我们对自己的代码也更加有信心，也便于问题的排查与定位。

单元测试环境

本示例主要基于以下环境进行单元测试：

1. 开发工具：Visual Studio 2022
2. 开发目标平台：.NET 6.0

创建目标项目

首先创建一个控制台应用程序DemoOne，步骤如下所示：

项目模板选择控制台项目，然后进入配置新项目页面，输入项目名称，点击下一步，如下所示：

选择目标框架，.NET 6.0(长期支持)，并勾选不使用顶级语句，然后点击创建，如下所示：

创建成功后，如下所示：

创建功能类

我们有如下一个功能类Calculator，实现两个整数的加，减，乘，除，如下所示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace DemoOne
{
    /// <summary>
    /// 实现整数的加减乘除
    /// </summary>
    public class Calculator
    {
        public int Add(int x, int y)
        {
            return x + y;
        }
 
        public int Sub(int x, int y)
        {
            return x - y;
        }
 
        public int Multiply(int x, int y)
        {
            return x * y;
        }
 
        public int Divide(int x, int y)
        {
            return x / y;
        }
    }
}

创建单元测试项目

在解决方案名称上，点击右键菜单，添加新建项目，然后选择NUnit测试项目，然后点击下一步，如下所示：

输入项目名称DemoOne.Test，如下所示：

选择目标测试框架.NET 6.0(长期支持)，然后点击创建，如下所示：

创建成功后的项目，如下所示：

添加项目引用并创建测试类

在DemoOne.Test项目中，添加DemoOne项目引用，并创建CalculatorTest测试类，如下所示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace DemoOne.Test
{
    public class CalculatorTest
    {
        [Test]
        public void TestAdd()
        {
            var calculator=new Calculator();
            int a = 10;
            int b = 8;
            int c = calculator.Add(a, b);
            Assert.AreEqual(c, 18);
        }
 
        [Test]
        public void TestSub()
        {
            var calculator = new Calculator();
            int a = 10;
            int b = 8;
            int c = calculator.Sub(a, b);
            Assert.AreEqual(c, 2);
        }
 
        [Test]
        public void TestMultipy()
        {
            var calculator = new Calculator();
            int a = 10;
            int b = 8;
            int c = calculator.Multiply(a, b);
            Assert.AreEqual(c, 80);  
        }
 
        [Test]
        public void TestDivide()
        {
            var calculator = new Calculator();
            int a = 10;
            int b = 8;
            int c = calculator.Divide(a, b);
            Assert.AreEqual(c, 1);
        }
    }
}

注意：其中方法上方添加[Test]表示此方法是一个单元测试方法。

测试资源管理器

在VisualStudio中，单击测试(S)，选择测试资源管理器(Ctrl+E,T)，打开测试资源管理器窗口，如下所示：

在资源管理器窗口，可看到刚刚创建的4个单元测试，且处于未运行状态。点击测试资源管理器中的运行按钮，即可运行单元测试，如下所示：

运行成功后，可以看到单元测试的运行结果。如下所示：

单元测试异常输出

通过修改单元测试中除法的代码，如下所示：

[Test]
public void TestDivide()
{
    var calculator = new Calculator();
    int a = 10;
    int b = 0;
    int c = calculator.Divide(a, b);
    Assert.AreEqual(c, 0);
}

在上述代码中，被除数为0，会抛出异常，再次运行单元测试，则会运行不通过，并提示错误信息，如下所示：

经过单元测试后，发现被除数为0时抛出异常，则需要优化代码，经过优化后的代码，如下所示：

public int Divide(int x, int y)
{
    if (y == 0)
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        return x / y;
    }
    
}

优化成功后，再次运行单元测试，如下所示：

以上示例，也从另外一个方面说明了，通过单元测试，可以使我们的程序，更加健壮。

Assert断言

在上述代码示例中，使用到了Assert.AreEqual方法，判断两个数是否相等。常用的有：

1. Assert.IsTrue 判断是否为真
2. Assert.IsFalse 判断是否为假
3. Assert.AreEqual 判断是否相等。

Assert还有很多方法，本文不再一一列举，具体可参考：

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/microsoft.visualstudio.testtools.unittesting.assert?view=visualstudiosdk-2022

以上就是C#软件开发之单元测试的全部内容。希望可以抛砖引玉，一起学习，共同进步。