在 .NET 8.0 中使用 xUnit 进行数据驱动测试

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1. 前言

xUnit是一个功能强大且易于使用的单元测试框架。在.NET开发中，单元测试是非常重要的一部分，它可以帮助我们确保代码的正确性和可靠性。使用xUnit可以帮助我们编写更高效、更有效的单元测试，并提高代码质量和可维护性。
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2. 特性

xUnit支持多种.NET平台，例如.NET Core、.NET Framework和Mono。xUnit有许多优秀的特性和功能，以下是xUnit的一些主要特性：

数据驱动测试：xUnit支持使用InlineData、ClassData和MemberData等特性进行数据驱动测试。这些特性允许你为测试方法提供不同的输入数据，简化了测试代码的编写和维护。
异步测试：在异步编程模型中，xUnit支持异步测试。你可以使用async和await关键字来编写异步测试方法，并使用Assert等断言来验证异步操作的结果。
丰富的断言：xUnit提供了许多断言方法，用于比较预期结果和实际结果是否相等、是否为空等。这些断言方法可以帮助你编写更强大和灵活的单元测试。
多种输出格式：xUnit支持将测试结果输出为多种格式，例如XML、JSON、HTML和PlainText。你可以选择最适合你的应用程序或工具的格式。
灵活的测试配置：xUnit提供了许多配置选项，例如超时时间、并发级别、输出目录等。你可以根据自己的需要进行配置，以便更好地管理测试。
扩展性：xUnit提供了许多扩展点，例如TestOutputHelper、ITestCollectionOrderer等。你可以使用这些扩展点来自定义测试行为和结果。
支持.NET平台：xUnit支持多种.NET平台，例如.NET Core、.NET Framework和Mono。无论你使用哪个平台，都可以使用xUnit进行单元测试。

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3. 实战介绍

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在 .NET 8 中使用 xUnit 进行数据驱动测试，能够系统地提供不同的输入数据并验证相应的预期结果，从而有效地测试代码。xUnit 提供了多种方法，例如 [InlineData]、[ClassData]、[MemberData] 和自定义数据源，允许使用多种方式对测试进行参数化。

xUnit 中的 [InlineData] 属性支持直接在测试方法中提供特定的测试用例，有助于简洁明了的参数化。但是，它的局限性在于需要编译时常量值，并且可能不适合大型或动态数据集。另一方面，[ClassData] 和 [MemberData] 属性允许从方法或类提供数据，从而实现更复杂的测试数据生成，从而提供了更大的灵活性。然而，与 [InlineData] 相比，这些方法可能需要更高的设置复杂性，并且需要额外的类或方法来提供数据。

下面给出了我用来准备示例项目的工具。
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VS 2022 社区版版本 17.8
.NET 8.0
XUnit

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第1节.使用 [InlineData] 进行参数化测试

[InlineData] 允许将特定测试用例作为测试方法签名中的属性提供，从而实现一种简单简洁的参数化测试的方法。局限性在于：

仅限于测试用例的编译时常量值。
不适用于大型数据集或需要动态生成测试用例的场景。

public class CalculatorTestWithInlineData
{
    [Theory]
    [InlineData(2, 3, 5)] // Test case 1
    [InlineData(-1, 1, 0)] // Test case 2
    public void Add_ShouldReturnCorrectSum(int a, int b, int expected)
    {
        // Arrange
        Calculator calculator = new Calculator();
        // Act
        int result = calculator.Add(a, b);
        // Assert
        Assert.Equal(expected, result);
    }
}

结果
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第2节.使用 [ClassData] 和 [MemeberData]

[ClassData] 和 [MemberData] 属性允许从类或方法提供测试数据，从而便于为测试生成更复杂的数据。局限性在于：

与 [InlineData] 相比，设置更复杂。
需要创建其他类或方法来提供测试数据。

[ClassData] 的示例

using System.Collections;

namespace DataDrivenWithXUnit.Test
{
    public class CalculatorTestWithClassData
    {
        [Theory]
        [ClassData(typeof(TestClassDataGenerator))]
        public void Add_ShouldReturnCorrectSum(int a, int b, int expected)
        {
            // Arrange
            Calculator calculator = new Calculator();
            // Act
            int result = calculator.Add(a, b);
            // Assert
            Assert.Equal(expected, result);
        }
    }

    public class TestClassDataGenerator : IEnumerable<object[]>
    {
        public IEnumerator<object[]> GetEnumerator()
        {
            yield return new object[] { 2, 3, 5 }; // Test case 1
            yield return new object[] { -1, 1, 0 }; // Test case 2
        }

        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() => GetEnumerator();
    }
}

结果
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[MemberData] 的示例

使用 [MemberData] 的 [Theory] 测试允许在单个测试方法中测试多个数据集，从而能够测试各种场景。局限性在于：

测试的可读性可能会随着许多组合而降低。
在处理多种组合时，复杂性会增加，这可能会使调试具有挑战性。

using System.Collections;

namespace DataDrivenWithXUnit.Test
{
    public class CalculatorTestWithMemberData
    {
        [Theory]
        [MemberData(nameof(CombinedData))]
        public void Add_ShouldReturnCorrectSum(int a, int b, int expected)
        {
            // Arrange
            Calculator calculator = new Calculator();

            // Act
            int result = calculator.Add(a, b);

            // Assert
            Assert.Equal(expected, result);
        }


        public static IEnumerable<object[]> CombinedData()
        {
            var testData = new List<object[]>
            {
                new object[] { 2, 3, 5 },   // Test case 1: a=2, b=3, expected=5
                new object[] { -1, 1, 0 }  // Test case 2: a=-1, b=1, expected=0
            };

            return testData;
        }

    }
}

结果
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第3节.创建自定义数据源

实现 IDataAttribute 的自定义数据源支持灵活和自定义的测试数据生成，提供内置属性之外的增强功能。局限性在于：

需要了解和实现 IDataAttribute 接口，这可能涉及更陡峭的学习曲线。
管理自定义数据源时的维护开销。

using System.Reflection;
using Xunit.Sdk;

namespace DataDrivenWithXUnit.Test
{
    public class CalculatorTestWithCustomAttributeData
    {
        [Theory]
        [CustomData]
        public void Add_ShouldReturnCorrectSum_CustomData(int a, int b, int expected)
        {
            // Arrange
            Calculator calculator = new Calculator();

            // Act
            int result = calculator.Add(a, b);

            // Assert
            Assert.Equal(expected, result);
        }


    }

    public class CustomDataAttribute : DataAttribute
    {
        public override IEnumerable<object[]> GetData(MethodInfo testMethod)
        {
            // Custom data generation logic
            yield return new object[] { 2, 3, 5 }; // Test case 1
            yield return new object[] { -1, 1, 0 }; // Test case 2
        }
    }

}

结果
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第4节.外部数据源

利用 JSON、CSV 或数据库等外部数据源，使测试能够使用来自外部文件或数据库的数据。局限性在于

可能会引入对外部资源的依赖关系，从而导致潜在的测试不稳定。
文件或数据访问可能会导致测试执行时间变慢。

using Newtonsoft.Json;

namespace DataDrivenWithXUnit.Test
{
    public class CalculatorTestWithExternalData
    {
        private static string TestDataFilePath = Path.Combine(Directory.GetCurrentDirectory(), "ExternalData.json");

        [Theory]
        [MemberData(nameof(GetCalculatorTestDataFromJson))]
        public void Add_ShouldReturnCorrectSum_CustomData(int a, int b, int expected)
        {
            // Arrange
            Calculator calculator = new Calculator();
            // Act
            int result = calculator.Add(a, b);
            // Assert
            Assert.Equal(expected, result);
        }

        public static IEnumerable<object[]> GetCalculatorTestDataFromJson()
        {
            if (!File.Exists(TestDataFilePath))
            {

                throw new FileNotFoundException($"File not found: {TestDataFilePath}");
            }

            string jsonContent = File.ReadAllText(TestDataFilePath);
            var testData = JsonConvert.DeserializeObject<List<TestData>>(jsonContent)?? new List<TestData>();

            foreach (var data in testData)
            {
                yield return new object[]
                {
                data.a,
                data.b,
                data.expected,
                };
            }
        }
    }

    public class TestData
    {
        public int a { get; set; }
        public int b { get; set; }
        public int expected { get; set; }
    }
}