.NET 單元測試基礎指南
FIRST 原則
好的單元測試遵循以下原則，因為這些原則能確保測試的可靠性與維護性：
F - Fast (快速)
測試執行時間應在毫秒級，不依賴外部資源。
[Fact] // Fast: 不依賴外部資源，執行快速
public void Add_輸入1和2_應回傳3()
{
// 純記憶體運算，無 I/O 或網路延遲
var calculator = new Calculator();
var result = calculator.Add(1, 2);
Assert.Equal(3, result);
}I - Independent (獨立)
測試之間不應有相依性，每個測試都建立新的實例。
[Fact] // Independent: 每個測試都建立新的實例
public void Increment_從0開始_應回傳1()
{
var counter = new Counter(); // 每個測試都建立新的實例，不受其他測試影響
counter.Increment();
Assert.Equal(1, counter.Value);
}R - Repeatable (可重複)
在任何環境都能得到相同結果，不依賴外部狀態。
[Fact] // Repeatable: 每次執行都得到相同結果
public void Increment_多次執行_應產生一致結果()
{
var counter = new Counter();
counter.Increment();
counter.Increment();
counter.Increment();
// 每次執行這個測試都會得到相同結果
Assert.Equal(3, counter.Value);
}S - Self-Validating (自我驗證)
測試結果應為明確的通過或失敗，使用清晰的斷言。
[Fact] // Self-Validating: 明確的驗證
public void IsValidEmail_輸入有效Email_應回傳True()
{
var emailHelper = new EmailHelper();
var result = emailHelper.IsValidEmail("test@example.com");
Assert.True(result); // 明確的通過或失敗
}T - Timely (及時)
測試應在產品程式碼之前或同時撰寫，確保程式碼的可測試性。
3A Pattern 結構
每個測試方法遵循 Arrange-Act-Assert 模式，這種結構讓測試意圖一目了然：
[Fact]
public void Add_輸入負數和正數_應回傳正確結果()
{
// Arrange - 準備測試資料與相依物件
var calculator = new Calculator();
const int a = -5;
const int b = 3;
const int expected = -2;
// Act - 執行被測試的方法
var result = calculator.Add(a, b);
// Assert - 驗證結果是否符合預期
Assert.Equal(expected, result);
}各區塊職責
| 區塊 | 職責 | 注意事項 |
|---|---|---|
| Arrange | 準備測試所需的物件、資料、Mock | 使用 const 宣告常數值，提高可讀性 |
| Act | 執行被測試的方法 | 通常只有一行，呼叫被測方法 |
| Assert | 驗證結果 | 每個測試只驗證一個行為 |
測試命名規範
使用以下格式命名測試方法：
[被測試方法名稱]_[測試情境]_[預期行為]命名範例
| 方法名稱 | 說明 |
|---|---|
Add_輸入1和2_應回傳3 | 測試正常輸入 |
Add_輸入負數和正數_應回傳正確結果 | 測試邊界條件 |
Divide_輸入10和0_應拋出DivideByZeroException | 測試例外情況 |
IsValidEmail_輸入null值_應回傳False | 測試無效輸入 |
GetDomain_輸入有效Email_應回傳網域名稱 | 測試回傳值 |
提示：使用中文命名可以讓測試報告更易讀，特別是在團隊溝通時。
xUnit 測試屬性
[Fact] - 單一測試案例
用於測試單一情境：
[Fact]
public void Add_輸入0和0_應回傳0()
{
var calculator = new Calculator();
var result = calculator.Add(0, 0);
Assert.Equal(0, result);
}[Theory] + [InlineData] - 參數化測試
用於測試多個輸入組合：
[Theory]
[InlineData(1, 2, 3)]
[InlineData(-1, 1, 0)]
[InlineData(0, 0, 0)]
[InlineData(100, -50, 50)]
public void Add_輸入各種數值組合_應回傳正確結果(int a, int b, int expected)
{
var calculator = new Calculator();
var result = calculator.Add(a, b);
Assert.Equal(expected, result);
}測試多個無效輸入
[Theory]
[InlineData("invalid-email")]
[InlineData("@example.com")]
[InlineData("test@")]
[InlineData("test.example.com")]
public void IsValidEmail_輸入無效Email格式_應回傳False(string invalidEmail)
{
var emailHelper = new EmailHelper();
var result = emailHelper.IsValidEmail(invalidEmail);
Assert.False(result);
}例外測試
測試預期會拋出例外的情況：
[Fact]
public void Divide_輸入10和0_應拋出DivideByZeroException()
{
// Arrange
var calculator = new Calculator();
const decimal dividend = 10m;
const decimal divisor = 0m;
// Act & Assert
var exception = Assert.Throws<DivideByZeroException>(
() => calculator.Divide(dividend, divisor)
);
// 驗證例外訊息
Assert.Equal("除數不能為零", exception.Message);
}測試專案結構
建議的專案結構：
Solution/
├── src/
│ └── MyProject/
│ ├── Calculator.cs
│ └── MyProject.csproj
└── tests/
└── MyProject.Tests/
├── CalculatorTests.cs
└── MyProject.Tests.csproj測試專案範本 (.csproj)
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
<PropertyGroup>
<TargetFramework>net9.0</TargetFramework>
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
<Nullable>enable</Nullable>
<IsPackable>false</IsPackable>
</PropertyGroup>
<ItemGroup>
<PackageReference Include="coverlet.collector" Version="8.0.1">
<PrivateAssets>all</PrivateAssets>
<IncludeAssets>runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive</IncludeAssets>
</PackageReference>
<PackageReference Include="Microsoft.NET.Test.Sdk" Version="18.3.0" />
<PackageReference Include="xunit" Version="2.9.3" />
<PackageReference Include="xunit.runner.visualstudio" Version="3.1.5">
<PrivateAssets>all</PrivateAssets>
<IncludeAssets>runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive</IncludeAssets>
</PackageReference>
</ItemGroup>
<ItemGroup>
<Using Include="Xunit" />
</ItemGroup>
<ItemGroup>
<ProjectReference Include="..\..\src\MyProject\MyProject.csproj" />
</ItemGroup>
</Project>常用斷言方法
| 斷言方法 | 用途 |
|---|---|
Assert.Equal(expected, actual) | 驗證相等 |
Assert.NotEqual(expected, actual) | 驗證不相等 |
Assert.True(condition) | 驗證條件為真 |
Assert.False(condition) | 驗證條件為假 |
Assert.Null(object) | 驗證為 null |
Assert.NotNull(object) | 驗證不為 null |
Assert.Throws<T>(action) | 驗證拋出特定例外 |
Assert.Empty(collection) | 驗證集合為空 |
Assert.Contains(item, collection) | 驗證集合包含項目 |
生成測試的檢查清單
為方法生成測試時，請確保涵蓋：
- 正常路徑 - 標準輸入產生預期輸出
- 邊界條件 - 最小值、最大值、零、空字串
- 無效輸入 - null、負數、格式錯誤
- 例外情況 - 預期會拋出例外的情境
輸出格式
- 產生符合 FIRST 原則的 xUnit 測試類別（.cs 檔案）
- 每個測試方法遵循 AAA Pattern（Arrange-Act-Assert）
- 使用三段式命名法（方法_情境_預期）
- 涵蓋正常路徑、邊界條件、無效輸入、例外情況
參考資源
原始文章
本技能內容提煉自「老派軟體工程師的測試修練 - 30 天挑戰」系列文章：
- Day 01 - 老派工程師的測試啟蒙
- 鐵人賽文章：https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10373888 - 範例程式碼：https://github.com/kevintsengtw/30Days_in_Testing_Samples/tree/main/day01
相關技能
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