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Visual Basic单元测试与测试驱动开发实践

2023-02-246.4k 阅读

Visual Basic 单元测试基础

在 Visual Basic 开发中，单元测试是确保代码质量的重要环节。单元测试主要针对程序中的最小可测试单元进行验证，通常这些单元是函数、方法或类。通过编写单元测试，我们能够在开发早期发现代码中的错误，从而降低修复成本。

单元测试框架

Visual Basic 有多种单元测试框架可供选择，其中较为常用的是 MSTest 和 NUnit。以 MSTest 为例，它是微软提供的测试框架，集成在 Visual Studio 中，使用起来较为便捷。

在 Visual Studio 中创建一个 Visual Basic 的单元测试项目非常简单。首先，打开 Visual Studio，选择“文件” -> “新建” -> “项目”，在弹出的对话框中，选择“测试” -> “单元测试项目（Visual Basic）”。创建好项目后，会自动生成一个测试类，例如：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class UnitTest1
    <TestMethod()>
    Public Sub TestMethod1()
        '在此处编写测试代码
    End Sub
End Class

上述代码中，TestClass 特性标记了一个测试类，TestMethod 特性标记了一个具体的测试方法。在 TestMethod1 方法中，我们就可以编写实际的测试逻辑。

编写简单的单元测试

假设我们有一个简单的 Visual Basic 类 Calculator，其中包含一个加法方法 Add，如下：

Public Class Calculator
    Public Function Add(ByVal a As Integer, ByVal b As Integer) As Integer
        Return a + b
    End Function
End Class

针对这个 Add 方法，我们可以编写如下的单元测试：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class CalculatorTests
    <TestMethod()>
    Public Sub Add_ShouldReturnCorrectSum()
        Dim calculator As New Calculator()
        Dim result As Integer = calculator.Add(2, 3)
        Assert.AreEqual(5, result)
    End Sub
End Class

在上述测试代码中，首先创建了 Calculator 类的实例，然后调用 Add 方法并传入参数 2 和 3。最后使用 Assert.AreEqual 方法来验证方法的返回值是否为 5。如果返回值不是 5，则该测试用例失败。

深入 Visual Basic 单元测试

测试异常情况

除了测试正常的功能，我们还需要测试方法在异常情况下的表现。例如，假设 Calculator 类中有一个除法方法 Divide，当除数为 0 时应该抛出异常：

Public Class Calculator
    Public Function Divide(ByVal a As Integer, ByVal b As Integer) As Double
        If b = 0 Then
            Throw New DivideByZeroException()
        End If
        Return a / b
    End Function
End Class

针对这个方法，我们可以编写如下测试来验证异常情况：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class CalculatorTests
   ...
    <TestMethod()>
    <ExpectedException(GetType(DivideByZeroException))>
    Public Sub Divide_ShouldThrowExceptionWhenDivisorIsZero()
        Dim calculator As New Calculator()
        calculator.Divide(5, 0)
    End Sub
End Class

在这个测试方法中，使用了 ExpectedException 特性，它表明这个测试方法预期会抛出 DivideByZeroException 异常。如果在执行 calculator.Divide(5, 0) 时没有抛出该异常，测试将失败。

数据驱动测试

数据驱动测试允许我们使用一组不同的数据来执行同一个测试方法。在 MSTest 中，可以使用 DataSource 特性来实现数据驱动测试。

假设我们有一个方法 IsEven 用于判断一个整数是否为偶数：

Public Class NumberUtils
    Public Function IsEven(ByVal number As Integer) As Boolean
        Return number Mod 2 = 0
    End Function
End Class

我们可以通过数据驱动测试来验证这个方法对于不同数据的正确性。首先，创建一个数据源，例如一个 CSV 文件 TestData.csv，内容如下：

Number,ExpectedResult
2,True
3,False
4,True
5,False

然后编写如下测试代码：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class NumberUtilsTests
    <TestMethod()>
    <DataSource("Microsoft.VisualStudio.TestTools.DataSource.CSV", "|DataDirectory|\TestData.csv", "TestData#csv", DataAccessMethod.Sequential)>
    Public Sub IsEven_ShouldReturnCorrectResult()
        Dim number As Integer = CInt(TestContext.DataRow("Number"))
        Dim expected As Boolean = CBool(TestContext.DataRow("ExpectedResult"))
        Dim numberUtils As New NumberUtils()
        Dim result As Boolean = numberUtils.IsEven(number)
        Assert.AreEqual(expected, result)
    End Sub
    Public Property TestContext() As TestContext
        Get
            Return m_testContext
        End Get
        Set(ByVal value As TestContext)
            m_testContext = value
        End Set
    End Property
    Private m_testContext As TestContext
End Class

在上述代码中，DataSource 特性指定了数据源为 TestData.csv 文件。在测试方法中，通过 TestContext.DataRow 获取数据源中的每一行数据，并根据这些数据进行测试。这样，一个测试方法就可以对多组数据进行验证。

测试驱动开发（TDD）在 Visual Basic 中的实践

TDD 的基本流程

测试驱动开发遵循“红 - 绿 - 重构”的循环流程。首先编写一个失败的测试（红），因为此时对应的功能代码还未实现。然后编写足够的代码使测试通过（绿），最后对代码进行重构以优化设计和提高代码质量。

以 Visual Basic 实现一个简单的示例

假设我们要开发一个 StringFormatter 类，它有一个方法 FormatString，用于将输入的字符串转换为大写并在前后添加特定的前缀和后缀。

  1. 编写失败的测试（红） 首先创建一个单元测试项目，并编写如下测试代码：
Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class StringFormatterTests
    <TestMethod()>
    Public Sub FormatString_ShouldFormatStringCorrectly()
        Dim formatter As New StringFormatter()
        Dim result As String = formatter.FormatString("hello", "Prefix_", "_Suffix")
        Assert.AreEqual("Prefix_HELLO_Suffix", result)
    End Sub
End Class

此时，StringFormatter 类还不存在，运行这个测试，它必然会失败，因为 StringFormatter 类不存在，更没有 FormatString 方法。

  1. 编写代码使测试通过（绿） 现在创建 StringFormatter 类，并实现 FormatString 方法：
Public Class StringFormatter
    Public Function FormatString(ByVal input As String, ByVal prefix As String, ByVal suffix As String) As String
        Dim upperCaseInput As String = input.ToUpper()
        Return prefix & upperCaseInput & suffix
    End Function
End Class

再次运行测试，这次测试应该能够通过，因为我们已经实现了满足测试要求的功能代码。

  1. 重构代码 虽然代码已经能够通过测试，但可能还存在优化的空间。例如，upperCaseInput 变量的使用可以进一步优化，直接在返回语句中进行字符串操作：
Public Class StringFormatter
    Public Function FormatString(ByVal input As String, ByVal prefix As String, ByVal suffix As String) As String
        Return prefix & input.ToUpper() & suffix
    End Function
End Class

重构后再次运行测试，确保功能仍然正确。通过这样的“红 - 绿 - 重构”循环，我们能够逐步开发出高质量的代码，同时保证代码的正确性和可维护性。

模拟对象与依赖注入在 Visual Basic 单元测试中的应用

模拟对象的概念

在单元测试中，有时被测试的对象会依赖于其他对象。例如，一个数据访问类可能依赖于数据库连接对象。在测试数据访问类时，我们不希望真正连接到数据库，因为这可能会带来性能问题、环境依赖问题等。这时就需要使用模拟对象来代替真实的依赖对象。

使用 RhinoMocks 进行模拟

RhinoMocks 是一个流行的模拟框架，可用于 Visual Basic 开发。假设我们有一个 UserService 类，它依赖于一个 UserRepository 接口来获取用户数据：

Public Interface IUserRepository
    Function GetUserById(ByVal id As Integer) As User
End Interface

Public Class User
    Public Property Id As Integer
    Public Property Name As String
End Class

Public Class UserService
    Private _userRepository As IUserRepository
    Public Sub New(ByVal userRepository As IUserRepository)
        _userRepository = userRepository
    End Sub
    Public Function GetUserById(ByVal id As Integer) As User
        Return _userRepository.GetUserById(id)
    End Function
End Class

为了测试 UserService 的 GetUserById 方法，我们可以使用 RhinoMocks 创建一个模拟的 IUserRepository：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting
Imports Rhino.Mocks

<TestClass()>
Public Class UserServiceTests
    <TestMethod()>
    Public Sub GetUserById_ShouldReturnUserFromRepository()
        Dim mockRepository As MockRepository = New MockRepository()
        Dim mockUserRepository As IUserRepository = mockRepository.StrictMock(Of IUserRepository)()
        Dim expectedUser As New User()
        expectedUser.Id = 1
        expectedUser.Name = "TestUser"
        Expect.Call(mockUserRepository.GetUserById(1)).Return(expectedUser)
        mockRepository.ReplayAll()

        Dim userService As New UserService(mockUserRepository)
        Dim result As User = userService.GetUserById(1)

        Assert.AreEqual(expectedUser.Id, result.Id)
        Assert.AreEqual(expectedUser.Name, result.Name)
        mockRepository.VerifyAll()
    End Sub
End Class

在上述代码中，首先使用 MockRepository 创建了一个模拟的 IUserRepository。然后设置了模拟对象的行为，即当调用 GetUserById(1) 时返回一个预定义的 User 对象。接着使用这个模拟对象创建了 UserService 实例并调用 GetUserById 方法进行测试。最后通过 VerifyAll 方法验证模拟对象的行为是否按照预期执行。

依赖注入

依赖注入是一种将依赖对象传递给被测试对象的技术，使得被测试对象的依赖关系更加灵活，便于进行单元测试。在上述 UserService 的例子中，通过构造函数将 IUserRepository 传递进来，这就是一种构造函数注入的方式。

除了构造函数注入，还可以使用属性注入和方法注入。例如，属性注入可以如下实现：

Public Class UserService
    Public Property UserRepository As IUserRepository
    Public Function GetUserById(ByVal id As Integer) As User
        Return UserRepository.GetUserById(id)
    End Function
End Class

在测试时，可以通过设置属性来注入模拟对象：

<TestClass()>
Public Class UserServiceTests
    <TestMethod()>
    Public Sub GetUserById_ShouldReturnUserFromRepository()
        Dim mockRepository As MockRepository = New MockRepository()
        Dim mockUserRepository As IUserRepository = mockRepository.StrictMock(Of IUserRepository)()
        Dim expectedUser As New User()
        expectedUser.Id = 1
        expectedUser.Name = "TestUser"
        Expect.Call(mockUserRepository.GetUserById(1)).Return(expectedUser)
        mockRepository.ReplayAll()

        Dim userService As New UserService()
        userService.UserRepository = mockUserRepository
        Dim result As User = userService.GetUserById(1)

        Assert.AreEqual(expectedUser.Id, result.Id)
        Assert.AreEqual(expectedUser.Name, result.Name)
        mockRepository.VerifyAll()
    End Sub
End Class

通过依赖注入和模拟对象的使用，我们能够更加有效地对具有依赖关系的对象进行单元测试，提高测试的隔离性和可维护性。

集成测试与单元测试的关系及在 Visual Basic 中的实现

集成测试与单元测试的区别

单元测试主要关注单个组件（如函数、方法、类）的正确性，而集成测试则侧重于验证多个组件之间的交互是否正确。单元测试通常在开发人员本地进行，执行速度快，并且可以频繁运行。集成测试涉及多个组件，可能需要依赖外部资源（如数据库、网络服务等），执行速度相对较慢，一般在持续集成环境中运行。

在 Visual Basic 中实现集成测试

假设我们有一个简单的三层架构应用，包括表示层（UI）、业务逻辑层和数据访问层。数据访问层通过 ProductRepository 类访问数据库中的产品数据，业务逻辑层通过 ProductService 类处理产品相关的业务逻辑，而表示层通过调用 ProductService 来显示产品信息。

首先，数据访问层的 ProductRepository 类可能如下：

Imports System.Data.SqlClient

Public Class ProductRepository
    Private _connectionString As String
    Public Sub New(ByVal connectionString As String)
        _connectionString = connectionString
    End Sub
    Public Function GetProductById(ByVal id As Integer) As Product
        Dim product As Product = Nothing
        Using connection As New SqlConnection(_connectionString)
            Dim query As String = "SELECT Id, Name, Price FROM Products WHERE Id = @Id"
            Using command As New SqlCommand(query, connection)
                command.Parameters.AddWithValue("@Id", id)
                connection.Open()
                Using reader As SqlDataReader = command.ExecuteReader()
                    If reader.HasRows Then
                        reader.Read()
                        product = New Product()
                        product.Id = CInt(reader("Id"))
                        product.Name = CStr(reader("Name"))
                        product.Price = CDec(reader("Price"))
                    End If
                End Using
            End Using
        End Using
        Return product
    End Function
End Class

Public Class Product
    Public Property Id As Integer
    Public Property Name As String
    Public Property Price As Decimal
End Class

业务逻辑层的 ProductService 类：

Public Class ProductService
    Private _productRepository As ProductRepository
    Public Sub New(ByVal productRepository As ProductRepository)
        _productRepository = productRepository
    End Sub
    Public Function GetProductById(ByVal id As Integer) As Product
        Return _productRepository.GetProductById(id)
    End Function
End Class

为了进行集成测试，我们需要测试 ProductService 和 ProductRepository 之间的交互是否正确。假设我们使用 MSTest 进行集成测试：

Imports Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting

<TestClass()>
Public Class ProductIntegrationTests
    <TestMethod()>
    Public Sub GetProductById_ShouldReturnCorrectProduct()
        Dim connectionString As String = "your_connection_string_here"
        Dim productRepository As New ProductRepository(connectionString)
        Dim productService As New ProductService(productRepository)
        Dim result As Product = productService.GetProductById(1)
        Assert.IsNotNull(result)
        '根据实际情况添加更多的断言，例如验证产品名称、价格等
    End Sub
End Class

在这个集成测试中，我们创建了 ProductRepository 和 ProductService 的实例，并调用 ProductService 的 GetProductById 方法。通过断言验证是否能够正确获取到产品信息，从而验证了业务逻辑层和数据访问层之间的集成是否正确。需要注意的是，在实际应用中，应该使用测试数据库来进行集成测试，以避免对生产数据造成影响。同时，由于集成测试依赖外部资源，可能会出现资源不可用等问题，在测试过程中需要进行适当的异常处理。

持续集成与 Visual Basic 单元测试

持续集成的概念

持续集成（CI）是一种软件开发实践，团队成员频繁地将他们的代码更改合并到共享仓库中，每次合并都会触发自动构建和测试。通过持续集成，能够尽早发现代码中的问题，避免问题在开发后期积累，提高软件开发的质量和效率。

在 Visual Basic 项目中配置持续集成

以使用 Jenkins 作为持续集成服务器为例，假设我们有一个 Visual Basic 项目，并且已经编写了单元测试。

  1. 安装相关插件 在 Jenkins 中安装与 Visual Studio 构建和测试相关的插件，例如“Visual Studio MSBuild”插件，以便能够在 Jenkins 环境中构建 Visual Basic 项目。

  2. 创建 Jenkins 任务 在 Jenkins 中创建一个新的自由风格项目。在项目配置页面中，设置源代码管理，例如选择 Git 并填写项目的 Git 仓库地址。

  3. 配置构建步骤 在构建步骤中，选择“Execute Windows batch command”（如果 Jenkins 运行在 Windows 系统上），然后在命令框中输入以下命令来构建项目和运行单元测试：

msbuild YourSolution.sln /t:Rebuild /p:Configuration=Release
vstest.console.exe YourUnitTestProject.dll

上述命令中，msbuild 用于构建解决方案，vstest.console.exe 用于运行单元测试。YourSolution.sln 是项目的解决方案文件名，YourUnitTestProject.dll 是单元测试项目生成的 DLL 文件。

  1. 配置邮件通知（可选） 为了在构建或测试失败时及时通知相关人员，可以配置邮件通知。在项目配置页面的“Post-build Actions”中，选择“Editable Email Notification”，设置收件人、邮件主题和内容模板等。例如，当构建失败时，邮件主题可以设置为“[项目名称]构建失败”，内容可以包含失败的测试用例信息等。

通过这样的配置，每次开发人员将代码推送到 Git 仓库时，Jenkins 会自动触发构建和单元测试。如果有任何测试失败，相关人员会收到通知，从而能够及时修复问题，确保项目代码的质量始终保持在较高水平。

在 Visual Basic 开发中，无论是单元测试还是测试驱动开发，都是保证代码质量和提高开发效率的重要手段。通过深入理解和实践这些技术，开发人员能够开发出更加健壮、可靠的软件系统。同时，结合模拟对象、依赖注入、集成测试以及持续集成等相关技术，能够进一步完善整个软件开发流程，提升团队的开发能力和项目的整体质量。在实际应用中，需要根据项目的具体需求和特点，灵活运用这些技术，以达到最佳的开发效果。