使用 xUnit 快速編寫 .NET 應用單元測試

作者：大姚 2025-06-25 09:51:53

單元測試能夠在開發階段快速發現邏輯錯誤或邊界條件問題。今天大姚將帶領大家使用 xUnit 快速編寫 .NET 應用單元測試。

在當今快速迭代的軟件開發環境中，單元測試已成為保障代碼質量和項目可靠性的重要基石，通過驗證程序最小單元（如函數、方法、類等）的獨立行為，能夠在開發階段快速發現邏輯錯誤或邊界條件問題。今天大姚將帶領大家使用 xUnit 快速編寫 .NET 應用單元測試。

項目介紹

xUnit 是一個開源、免費、以社區為中心的 .NET 單元測試框架，是用于 C# 和 F#（其他 .NET 語言可能也能運行，但未提供官方支持）進行單元測試的最新技術。xUnit 能夠與 Visual Studio、Visual Studio Code、ReSharper、CodeRush 和 TestDriven.NET 兼容。它是.NET 基金會的一部分，并遵循其行為準則。

單元測試優秀做法

微軟官方出品的 .NET 單元測試最佳做法：https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/testing/unit-testing-best-practices

(1) 避免基礎結構依賴項。

(2) 以最精簡方式編寫通過測試。

(3) 避免使用魔法字符串。

(4) 避免在單元測試中編寫代碼邏輯。

(5) 遵循測試命名標準：

要測試的方法的名稱。
測試方法的情境。
調用方案時的預期行為。

命名標準非常重要，因為它們有助于表達測試目的和應用程序。測試不僅僅是確保代碼正常工作。它們還提供文檔。只需查看單元測試套件，即可推斷代碼的行為，不必查看代碼本身。此外，測試失敗時，可以確切地看到哪些方案不符合預期。

單元測試基本步驟

我們在編寫單元測試的時候通常遵循 3A 模式（Arrange-Act-Assert），這是單元測試的核心方法論：

Arrange（準備階段）：該階段用于模擬數據、初始化對象等準備工作。
Act（執行階段）：該階段用于準備好的數據調用要測試的最小單元方法。
Assert（斷言階段）：該階段是單元測試中的驗證環節，它通過將目標方法返回的實際結果與預期結果進行比對，來判定測試是否通過。

創建單元測試項目

因為 xUnit 框架與 Visual Studio 是兼容的，我們可以直接在 Visual Studio 中搜索：xUnit 測試項目模板，然后創建一個名為：xUnitExercise 的 .NET 9 單元測試項目。

編寫簡單的單元測試

public class UnitTest
    {
        /// <summary>
        /// 測試 Calculator 的 Add 方法功能
        /// 驗證兩個正數相加返回正確的和
        /// </summary>
        [Fact]// 標識這是一個獨立的測試用例
        public void Add_TwoPositiveNumbers_ReturnsCorrectSum()
        {
            // ===== Arrange（準備階段） =====
            var calculator = new Calculator();
            int num1 = 5;
            int num2 = 7;
            int expected = 12;

            // ===== Act（執行階段） =====
            int actual = calculator.Add(num1, num2);

            // ===== Assert（斷言階段） =====
            Assert.Equal(expected, actual);
        }

        /// <summary>
        /// 測試 Calculator 的 Divide 方法異常處理
        /// 驗證除數為零時正確拋出 DivideByZeroException 異常
        /// </summary>
        [Fact]
        public void Divide_ByZero_ThrowsDivideByZeroException()
        {
            // Arrange
            var calculator = new Calculator();
            int dividend = 10;
            int divisor = 0; //觸發異常的除數

            // Act & Assert
            // 驗證執行除法時是否拋出特定異常
            var exception = Assert.Throws<DivideByZeroException>(
                () => calculator.Divide(dividend, divisor));

            // 驗證異常消息是否符合預期
            Assert.Equal("除數不能為零", exception.Message);
        }

        /// <summary>
        /// 參數化測試 Calculator 的 IsEven 方法功能
        /// 驗證不同輸入數值的奇偶判斷是否正確
        /// </summary>
        /// <param name="number">測試輸入值</param>
        /// <param name="expected">預期結果（true=偶數，false=奇數）</param>
        [Theory] // 標識這是一個參數化測試
        [InlineData(4, true)]   // 測試數據1：偶數4，預期true
        [InlineData(7, false)]  // 測試數據2：奇數7，預期false
        [InlineData(8, false)]  // 測試數據3：偶數8，預期false 【這里是特意為了查看預期結果不一致的情況】
        public void IsEven_Number_ReturnsCorrectResult(int number, bool expected)
        {
            // Arrange
            var calculator = new Calculator();

            // Act
            bool actual = calculator.IsEven(number);

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

        public class Calculator
        {
            public int Add(int a, int b)
            {
                return a + b;
            }

            public bool IsEven(int number)
            {
                return number % 2 == 0;
            }

            public double Divide(int dividend, int divisor)
            {
                if (divisor == 0)
                    throw new DivideByZeroException("除數不能為零");

                return (double)dividend / divisor;
            }
        }
    }