3. 使用xUnit进行单元测试

实现.NET Core时，xUnit可用于创建单元测试，.NET Core团队使用了该产品。xUnit是一个开源实现方案，创建NUnit 2.0的开发人员创建了它。现在，.NET Core命令行界面支持MSTest和xUnit。

提示：

xUnit的文档可参阅https://xunit.github.io/。

Visual Studio测试环境支持其他测试框架。测试适配器，如NUnit、xUnit、Boost(用于C++)、Chutzpah(用于JavaScript)和Jasmine(用于JavaScript)可通过扩展和更新来使用；这些测试适配器与Visual Studio Test Explorer集成。

xUnit是.NET Core中一个杰出的测试框架，也由微软的.NET Core和ASP .NET Core开源代码使用，所以xUnit是本节的重点。

1. 使用xUnit和.NET Core

使用.NET Core应用程序，可以创建xUnit测试，其方式与MSTest测试类似。从命令行，可以使用：

> dotnet new xunit

创建xUnit测试项目。在Visual Studio 2017中，可以选择项目类型xUnit Test Project(.NET Core)。

在示例项目中，测试与以前相同的.NET 标准库UnitTestingSamples。这个库包含之前所示的测试的类型：DeepThought和StringSample。测试项目的名称是UnitTestingSamples.xUnit.Tests。

这个项目需要引用xunit(对于单元测试，是xunit.runner.visualstudio[在Visual Studio中运行测试])和UnitTestingSamples项目(应测试的代码)。~~为了与.NET Core命令行集成，添加dotnet-xunit的DotNetCliToolReference~~：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk"><PropertyGroup><TargetFramework>netcoreapp3.1</TargetFramework><IsPackable>false</IsPackable></PropertyGroup><ItemGroup><PackageReference Include="Microsoft.NET.Test.Sdk" Version="16.5.0" /><PackageReference Include="xunit" Version="2.4.0" /><PackageReference Include="xunit.runner.visualstudio" Version="2.4.0" /><PackageReference Include="coverlet.collector" Version="1.2.0" /></ItemGroup><ItemGroup><ProjectReference Include="..\UniTestingSamples\UniTestingSamples.csproj" /></ItemGroup></Project>

2. 创建Fact属性

创建测试的方式非常类似于之前的方法。在MSTest中，需要给测试类型添加特性注释([TestClass])。但在xUnit中是不必要的。因为会在所有的公共类中搜索测试方法。在xUnit和MSTest中测试方法TheAnswerToTheUltimateQuestionOfLifeTheUniverseAndEverything的差异只是测试方法带Fact特性注释和不同的Assert.Equal方法：

    public class DeepThoughtTest{[Fact]public void ResultOfTheAnswerToTheUltimateQuestionOfLifeTheUniverseAndEverything(){int expected = 42;var dt = new DeepThought();int actual = dt.TheAnswerOfTheUltimateQuestionOfLifeUniverseAndEverything();Assert.Equal(expected,actual);}}

现在使用的Assert类在xUnit名称空间中定义。与MSTest的Assert方法相比，这个类定义了更多的方法，用于验证。例如，不是添加一个特性来指定预期的异常，而是使用Assert.Throws方法，允许在一个测试方法中多次检查异常：

    public class StringSampleTest{[Fact]public void GetStringDemoExceptions(){var sample = new StringSample(string.Empty);Assert.Throws<ArgumentNullException>(()=>sample.GetStringDemo(null,"a"));Assert.Throws<ArgumentNullException>(() => sample.GetStringDemo("a",null));Assert.Throws<ArgumentException>(()=>sample.GetStringDemo(string.Empty,"a"));}}

3. 创建Theory特性

xUnit为不需要参数的测试方法定义Fact特性。使用xUnit还可以调用需要参数的单元测试方法：使用Theory特性提供数据，添加一个派生于Data的特性。这样就可以通过一个方法定义多个单元测试了。

在下面的代码片段中，Theory特性应用于GetStringDemoInlineData单元测试方法。StringSample.GetStringDemo方法定义了取决于输入数据的不同路径。如果第二个参数传递的字符串不包含在第一个参数中，就到达第一条路径。如若第二个字符串包含在第一个字符串的前5个字符串中，就到达第二条路径。第三条路径是用else子句到达的。要到达所有不同的路径，3个InlineData特性应用于测试方法。每个特性都定义了4个参数，它们以相同的顺序直接发送到单元测试方法的调用中。特性还定义了被测试方法应该返回的值：

        [Theory][InlineData("","longer string","nger","removed nger from longer string: lo string")][InlineData("init","longer string","string","INIT")]public void GetStringDemoInlineData(string init,string a,string b,string expected){var sample = new StringSample(init);string actual = sample.GetStringDemo(a,b);Assert.Equal(expected,actual);}

特性InlineData派生于Data特性。除了通过特性直接把值提供给测试方法之外，值也可以来自于属性、方法或类。以下例子定义了一个静态方法，它用IEnumeralbe<object[]>对象返回相同的值：

        public static IEnumerable<object[]> GetStringSampleData()=> new []{new object[]{ "","a","b","b not found in a"},new object[]{"","longer string","nger","removed nger from longer string: lo string"},new object[]{ "init","longer string","string","INIT"}};

单元测试方法现在用MemberData特性改变了。这个特性允许使用返回IEnumerable<object>的静态属性或方法，填写单元测试的参数：

        [Theory][MemberData(nameof(GetStringSampleData))]public void GetStringDemoMemberData(string init, string a, string b, string expected){var sample = new StringSample(init);var actual = sample.GetStringDemo(a, b);Assert.Equal(expected, actual);}

测试运行结果：

4. 使用Mocking库

下面是一个更复杂的例子：在MVVM应用程序中，为客户端服务库创建一个单元测试。本章的示例代码仅包含该应用程序使用的一个库。这个服务使用依赖注入功能，注入接口IBooksRepository定义的存储库。用于测试AddOrUpdateBookAsync方法的单元测试不应该测试该库，而只测试方法中的功能。对于库，应执行另一个单元测试：下面的代码段显示了类的实现：

    public class BooksService : IBooksService{private ObservableCollection<Book> _books = new ObservableCollection<Book>();public IEnumerable<Book> Books => _books;private IBookRepository _booksRepository;public BooksService(IBookRepository booksRepository){_booksRepository = booksRepository;}public async Task<Book> AddOrUpdateBookAsync(Book book){if (book is null){throw new ArgumentNullException(nameof(book));}Book updated = null;if (book.BookId == 0){updated = await _booksRepository.AddAsync(book);_books.Add(updated);}else{updated = await _booksRepository.UpdateAsync(book);if (updated is null){throw new InvalidOperationException();}Book old = _books.Where(b => b.BookId == updated.BookId).Single();int ix = _books.IndexOf(old);_books.RemoveAt(ix);_books.Insert(ix,updated);}return updated;}public Book GetBook(int bookId){return _books.Where(b => b.BookId == bookId).SingleOrDefault();}public async Task LoadBooksAsync(){if (_books.Count > 0){return;}IEnumerable<Book> books = await _booksRepository.GetItemAsync();//_books.Clear();foreach (var book in books){_books.Add(book);}}}

因为AddOrUpdateBookAsync的单元测试不应该测试用于IBooksRepository的存储库，所以需要实现一个用于测试的存储库。为了简单起见，可以使用一个模拟库自动填充空白。一个常用的模拟库是Moq。对于单元测试项目，添加NuGet包Moq。

注意：

除了使用Moq框架之外，还可以用示例数据实现一个内存中的存储库。在用户界面的设计过程中，可以这么做来处理应用程序的示例数据。

使用xUnit时，每次运行测试都会创建测试类的一个新实例。如果多个测试需要相同的功能，就可以把这个功能移动到构造函数中。如果每次运行测试后需要释放资源，就可以实现IDisposable接口。

在BooksServiceTest类的构造函数中，实例化一个Mock对象，传递泛型参数IBooksRepository。Mock构造函数创建接口的实现代码。因为需要从存储库中得到一些非空结果来创建有用的测试，所以Setup方法定义可以传递的参数，ReturnAsync方法定义了方法存根返回的结果。使用Mock类的Object属性访问模拟对象，并传递它，以创建BooksService类的实例。有了这些设置，就可以实现单元测试：

    public class BooksServiceTest : IDisposable{public void Dispose(){}private const string TestTitle = "Test Title";private const string UpdatedTestTitle = "Updated Test Title";private const string APublisher = "A Publisher";private BooksService _bookService;private Book _newBook = new Book{BookId = 0,Title = TestTitle,Publisher = APublisher};private Book _expectedBook = new Book{BookId = 1,Title = TestTitle,Publisher = APublisher};private Book _notInRepositoryBook = new Book{BookId = 42,Title = TestTitle,Publisher = APublisher};private Book _updatedBook = new Book{BookId = 1,Title = UpdatedTestTitle,Publisher = APublisher};public BooksServiceTest(){var mock = new Mock<IBookRepository>();mock.Setup(repository =>repository.AddAsync(_newBook)).ReturnsAsync(_expectedBook);mock.Setup(repository =>repository.UpdateAsync(_notInRepositoryBook)).ReturnsAsync(null as Book);mock.Setup(repository=>repository.UpdateAsync(_updatedBook)).ReturnsAsync(_updatedBook);_bookService = new BooksService(mock.Object);}[Fact]public void Test1(){}}

实现的第一个单元测试AddOrUpdateBookAsync_ThrowFouNull证明，如果把null传递给AddOrUpdateBookAsync方法，就会抛出ArgumentNullException异常。该实现代码只需要在构造函数中实例化成员变量_booksService，而不需要模拟设置。这个代码示例还说明，单元测试方法可以实现为返回Task的异步方法：

        public async Task AddOrUpdateBookAsync_ThrowNullException(){//arrangeBook nullBook = null;//act an assertawait Assert.ThrowsAsync<ArgumentNullException>(() =>_bookService.AddOrUpdateBookAsync(nullBook));}

单元测试方法AddOrUpdateBookAsync_AddedBookReturnsFromRepository给服务添加了一本新书(变量_newBook)，并期望返回_expectedBook对象。在AddOrUpdateBookAsync方法的实现代码中，调用了IBooksRepository的AddAsync方法，因此，可以应用以前给这个方法定义的模拟设置。这个方法的结果应是，返回的Book等于_expectedBook，_expectedBook也需要添加到BooksService的图书集合中：

        public async Task AddOrUpdateBookAsync_AddedBookReturnsFromRepository(){//arrange in constructory//actBook actualAdded = await _bookService.AddOrUpdateBookAsync(_newBook);//assertAssert.Equal(_expectedBook, actualAdded);Assert.Contains(_expectedBook,_bookService.Books);}

AddOrUpdateBookAsync_UpdateNotExistingBookThrows单元测试证明，尝试更新服务中不存在的图书，应抛出InvalidOperationException异常：

        public async Task AddOrUpdateBookAsync_UpdateNotExistingBookThrow(){//arrange in constructor//act and assertawait Assert.ThrowsAsync<InvalidOperationException>(()=>_bookService.AddOrUpdateBookAsync(_notInRepositoryBook));}

更新图书的常见情形用单元测试AddOrUpdateBookAsync_UpdateBook来处理。这里需要做额外的准备，在更新前，先把图书添加到服务中：

        [Fact]public async Task AddOrUpdateBookAsync_UpdateBook(){//arrangeawait _bookService.AddOrUpdateBookAsync(_newBook);//actBook updateBook = await _bookService.AddOrUpdateBookAsync(_updatedBook);//assertAssert.Equal(_updatedBook, updateBook);Assert.Contains(_updatedBook,_bookService.Books);}

当使用MVVM模式与基于XAML的应用程序，以及使用MVC模式和基于Web的应用程序时，会降低用户界面的复杂性，减少复杂UI测试的需求。然而，仍有一些场景应该用于UI测试，例如，浏览页面、拖拽元素等。此时应使用Visual Studio的UI测试功能。