在.NET環境中使用Test-Driven Development(測試驅動開發方法)
Test-Driven Development In .NET
翻譯前言：有關本文 版權歸原文作者所有。
作者網站在(http://www.peterprovost.org)。
本文原文在 (http://www.peterprovost.org/Test-Driven%20Development%20In%20.NET.pdf)可以找到。
有關譯者 姓名：Harry Chou(周育亨)。
歡迎寫email到yuheng98@yahoo.com來切磋一下。
本文翻譯完全無酬，除了此文之外，本人還翻譯過Python Tutorial。
翻譯只為複習一下我的中文表達力，也為台灣軟體業盡一份心力。
本文翻譯依照下列原則原文術語如TDD, TextFixture, Attributes, Class, Implement, Interface … 有其文化脈絡及產生背景，為免過分執著於中文譯詞，本譯文全部保留英文原文。
如有需要，原文術語第一次出現處會附上中文翻譯或解釋。
中文翻譯難免失真，請多加鍛鍊英文閱讀能力方為上策。
我知道中英文文法差異頗大，我也知道英文句子多為倒裝語法。這篇文章是技術性文章，我的目的是讓生字及生詞儘量不阻礙中文讀者的閱讀習慣。為此，我儘量仿照口語用法。就好比是兩個程式設計師在討論技術問題，你大概會比較習慣「你的class需要一個新的method，這個method會return一個int」，而不是「你的類別需要一個新的方法，這個方法會傳回一個整數變數」。(class, method, return還算是大家都已經約定俗成的翻譯)。
當然，以上原則為個人好惡問題，歡迎批評指教。
目次簡介
何為Unit Tests(單元測試)？
NUnit Framework(NUnit 單元測試框架)簡介
TestFixture Attribute簡介
Test Attribute簡介
SetUp & Teardown Attributes簡介
ExpectedException Attributes簡介
Ignore Attributes簡介
Assertion Class簡介
執行你的測試
使用Test-Driven Development(測試驅動開發方法)
使用Mock Objects(模擬物件) – DotNetMock
如何測試Business Layer
如何測試User Interface(使用者介面)
結論
其他Web上的資源
簡介雖然由程式開發人員自己寫Unit Tests(單元測試)來測試自己寫的程式碼已經行之有年，但是大部分的Unit Tests都是寫在主要的程式碼已經設計好、寫好之後。大部分的程式開發人員都有相同的的經驗，在主要程式碼寫好之後再來加入Unit Test是一項困難的工作，而且在時間的壓力之下Unit Test通常是第一個被跳過的步驟。
這篇文章要介紹的Test-driven development (TDD，測試驅動開發方法)，其主要目的就是試圖要解決這一個問題，並且讓程式開發人員可以因此寫出更高品質的，完整測試過的程式碼。其方法就是把整個程序反轉過來，在寫主要程式碼之前就要把Unit Tests寫好。TDD是所謂的Extreme Programming(XP，終極程式寫作)裡面所提到主要Practices(實務、實作)之一，在Java陣營中採用TDD的程式開發人員為數不少，在.NET的陣營中則還只停留在很少數的文章談到如何使用TDD。
何為Unit Tests(單元測試)？根據Ron Jeffries(XP陣營大將)的說法，所謂Unit Tests就是「…許多段的程式，寫這些程式的目的是用來成批執行(run in batch mode)，以驗證我們所寫的Classes(類別)。每一個Unit Test都負責送一個Message給一個特定的Class，並且驗證所傳回來的值是該Test所預期的答案。」如果我們用比較實務的說法來說明的話，這段話的意思就是，你寫一個程式，你用這個程式來測試在你的主要程式中所有的Classes的Public Interfaces(Public介面)。Unit Tests跟所謂的Requirement Tests或Acceptance Tests不同，Unit Test測試的重點在於驗證你所寫的Methods(子程序)所產生的結果，與你所預期的一模一樣。
這個說來簡單，做起來可能挑戰性很高。首先，你必須先要決定用什麼工具來寫這些Unit Tests。以往測試人員通常使用一些很大型、複雜的test engine(測試引擎)，配合一些複雜的scripting languages(腳本語言、敘述性程式語言)來寫這些Unit Tests。這個可能只適合專業的測試人員或測試部門使用，對於由程式開發人員自己寫的Unit Tests來說，就不那麼適用了。事實上對於一般的程式設計人員來說，他們所需要的是一套的toolkit(工具組，程式庫)，讓他們可以使用他們原本在程式開發過程就已經熟知的程式語言及IDE(開發工具)來寫出這些Unit Tests來。
大部分這些年流行的Unit Testing Frameworks(Unit Test開發框架)都是源自於由Kent Beck(XP 創始人) 所設計的Unit Test Framework。這個Unit Test Framework的背景是為所謂第一個XP專案(Chrysler C3專案)所特別設計的。這個最起初的Framework是用Smalltalk寫成，並且經歷過多次的改版之後，到今天都還存在。在這個Smalltalk版本的Framework之後，Kent和Erich Gamma(Design Pattern迷應該知道他是誰)又把這個Framework給改版到Java上，並且正式命名叫作jUnit。從此之後，這個Framework就開始不斷被改版、並應用到各個不同的程式語言之上，其中包括了C++、VB、Python、Perl、以及許多不同的程式語言。
NUnit Framework(NUnit 單元測試框架)簡介本文所討論的NUnit 2.0是一個與它的先祖們(其他的Framework)非常不一樣的版本。其他的xUnit家族版本通常都有一個base class(基礎類別)，你要寫的test classes(測試類別)都得inherit(繼承)自這個base class。除此之外，別無他法能夠讓你寫Unit Tests。不幸的是，這對很多的程式語言來說就造成很大的限制。比如說，Java及C#就只能允許single inheritance(單一繼承)。也就是說，如果你想要refactor(重整)你的Unit Tests程式碼的話，你會遭遇到一些的限制；除非你引進一些複雜的inheritance hierarchies(類別繼承層級)。
有了.NET之後一切又不同了，.NET引進了一個新的程式開發的概念 ─ Attributes(屬性)，解決了這個煩人的問題。Attributes讓你可以在你的程式碼之上再加入metadata(後設資料/母資料/超資料，描述程式碼的資料)。一般來說Attributes不會影響到主要程式碼的執行，其功能是在你所寫程式碼之上添加了額外的資訊。Attributes主要使用在documenting your code(註解你的程式碼)，但是Attributes也可以用來提供有關Assembly的額外資訊，其他的程式就算沒有見過這個Assembly，也可以使用這些資訊。這基本上就是NUnit 2.0所作的事。在NUnit 2.0裡面，有一個Test Runner Application(負責執行Unit Tests的程式)，這個Test Runner會掃描你已經compile(編譯)好的程式碼，並且從Attribute裡面知道哪些classes是test classes，哪些methods是需要執行的test methods. 然後，Test Runner使用.NET的Reflection技術來執行這些test methods。因為這個緣故，你就不再需要讓你的test classes繼承自所謂的common base class。你唯一需要作的事，就是使用正確的Attribute來描述你的test classes及test methods。
NUnit提供了許多不同的attributes，讓你可以自由的寫你想要的unit tests。這些attributes可以用來定義test fixtures(見下一段解釋)、test methods，以及setup及teardown的methods(預備及善後工作的methods)。除此之外，還有其他的attributes可以來設定預期發生的exceptions，或者要求Test Runner跳過某些test method不執行。
TestFixture Attribute簡介TestFixture attribute主要是用在class上，其作用的標誌該class含有需要執行的test methods。當你在一個class的定義裡加上這個attribute，Test Runner就會檢查該class，看看這個class是否含有test methods。
底下這段程式碼示範了如何使用TestFixture Attribute。(本文中所有程式碼都是用C#寫成，但是你應該知道，NUnit也是用於其他的.NET程式語言，包括VB.NET。請參見NUnit的相關文件。)
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
}
}
使用TextFixture Attribute的class需要符合另一項唯一附加的限制，就是需要有一個public的default constructor(或者是沒有定義任何的constructor，這其實是相同的意思)。
Test Attribute簡介Test attribute主要用來標示在text fixture中的method，表示這個method需要被Test Runner application所執行。有Test attribute的method必須是public的，並且必須return void，也沒有任何傳入的參數。如果沒有符合這些規定，在Test Runner GUI之中是不會列出這個method的，而且在執行Unit Test的時候也不會執行這個method。
底下的程式碼示範了使用這個attribute的方法：
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
[Test]
public void TestOne()
{
// Do something...
}
}
}
SetUp & Teardown Attributes簡介在寫Unit Tests的時候，有時你會需要在執行每一個test method之前(或之後)先作一些預備或善後工作。當然，你可以寫一個private的method，然後在每一個test method的一開頭或最末端呼叫這個特別的method。或者，你可以使用我們要介紹的SetUp及Teardown Attributes來達到相同的目的。
如同這兩個Attributes的名字的意思，有Setup Attribute的method會在該TextFixture中的每一個test method被執行之前先被Test Runner所執行，而有Teardown Attribute的method則會在每一個test method被執行之後被Test Runner所執行。一般來說，Setup Attribute及Teardown Attribute被用來預備一些必須的objects(物件)，例如database connection、等等。
底下的範例示範了如何使用這兩個attributes：
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
private int _someValue;
[SetUp]
public void Setup()
{
_someValue = 5;
}
[TearDown]
public void TearDown()
{
_someValue = 0;
}
[Test]
public void TestOne()
{
// Do something...
}
}
}
ExpectedException Attributes簡介有的時候，你希望你的程式在某些特殊的條件下會產生一些特定的exception。要用Unit Test來測試程式是否如預期的產生exception，你可以用一個try..catch的程式區段來catch(捕捉)這個exception，然後再設一個boolean的值來證明exception的確發生了。這個方法固然可行，但是太花費功夫。事實上，你應該使用這個ExpectedException attribute來標示某個method應該產生哪一個exception，如同下面的範例所示：
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
[Test]
[ExpectedException(typeof(InvalidOperationException))]
public void TestOne()
{
// Do something that throws an InvalidOperationException
}
}
}
如果上面的程式被執行的時候，如果一旦exception發生，而且這個exception的type(資料型別)是InvalidOperationException 的話，這個test就會順利通過驗證。如果你預期你的程式碼會產生多個exception的話，你也可以一次使用多個ExpectedException attribute。但是，一個test method應該只測試一件事情，一次測試多個功能是不好的做法，你應該儘量避免之。另外，這個attributes並不會檢查inheirtance的關係，也就是說，如果你的程式碼產生的exception是繼承自InvalidOperationException 的subclass(子類別)的話，這個test執行的時候將不會通過驗證。簡而言之，當你使用這個attribute的時候，你要明確的指明所預期的exception是哪個type(資料型別)的。
Ignore Attributes簡介這個attribute你大概不會經常用的，但是一但需要的時候，這個attribute是很方便使用的。你可以使用這個attribute來標示某個test method，叫Test Runner在執行的時候，略過這個method不要執行。使用這個Ignore attribute的方法如下：
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
[Test]
[Ignore("We're skipping this one for now.")]
public void TestOne()
{
// Do something...
}
}
}
如果你想要暫時性的comment out一個test method的話，你應該考慮使用這個attribute。這個attribute讓你保留你的test method，在Test Runner的執行結果裡面，也會提醒你這個被略過的test method的存在。
NUnit Assertion Class簡介除了以上所提到的這些用來標示測試程式所在的attributes之外，NUnit還有一個重要的class你應該要知道如何使用。這個class就是Assertion class。Assertion class提供了一系列的static methods，讓你可以用來驗證主要程式的結果與你所預期的是否一樣。底下的範例示範了如何使用Assertion class：
namespace UnitTestingExamples
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class SomeTests
{
[Test]
public void TestOne()
{
int i = 4;
Assertion.AssertEquals( 4, i );
}
}
}
(我知道這段程式碼只是用來示範用的，但是這段程式應該很明白的示範了我的意思。)
執行你的Tests好，現在我們已經討論過寫Unit Tests的基本步驟及方法，現在讓我們來看看如何執行你所寫的Unit Tests。事實上非常簡單。NUnit裡面有兩個已經寫好的Test Runner applications：一個是視窗GUI程式，一個是console XML(命令列)程式。你可以自由選擇你所喜歡的方式，基本上是沒有什麼差別的。
如果你要使用視窗GUI的Test Runner app，你只需要執行該程式，然後告訴它你要執行的test method所在的assembly位置。這個包含有你所寫test methods的assembly是那一個class library(或是executable，*.dll或*.exe) assembly，其中含有前面談到的Test Fixtures。當你告訴Test Runner你的assembly所在的位置，Test Runner會自動load這個asembly，然後把所有的class及test methods都列在視窗的左欄。當你按下’Run’按鍵時，你就會自動執行所有列出來的test methods。你也可以double click其中的一個test class，或是一個test method之上，這樣會自動只執行該class或是該method。
底下是視窗GUI Test Runner執行時的樣子：
在一些的情況下，特別是你想要在你自己寫的build script中加入Unit Testing的情況下，你大概不會使用GUI Test Runner。在這個自動執行build script的情況下，你一般會把你build的結果貼在網頁，或寫入log file裡面存作紀錄，以供程式開發人員、經理或是客戶可以藉由檢查這個紀錄知道詳細情況。
在這個情況，你可以用NUnit 2.0的console Test Runner application。這個Test Runner可以傳入assembly的位置當參數，其測試執行結果是一個XML字串。你可以用XSLT或是CSS把這個XML結果轉換成HTML，或是其他你想要的格式。如果你需要用到這個功能的話，請查看NUnit文件中有關console Test Runner application的資料。
使用Test-Driven Development(測試驅動開發方法)說了這麼多，你已經知道怎麼寫Unit Tests了，對吧？阿哈，跟寫程式一樣，只知道語法，距離可以寫出好的程式還有一大段距離的。你還需要學習一些的技巧及方法，讓你可以真正寫出專業水準的應用程式出來。底下我們會談到一些幫助你開始的技巧及方法，但是你必須知道，唯一能夠讓你寫出夠水準的Unit Tests的方法只有一個，練習、練習、再練習。
如果你完全沒有聽過TDD的話，底下所說的東西你大概一時之間會無法接受。以往許多的程式設計人員，花了無數的時間及經歷，寫了許多的書籍及文章，告訴我們在寫程式碼之前要好好的做設計的功夫，然後才是寫出程式碼，最後則是小心地測試你寫的程式是否正確。好了，忘掉這一切吧，我接下來要告訴你的，是該上面所說的完全背道而馳的流程。
我們不再先設計、再寫程式碼、再作測試，我們整個把這個流程反轉過來，先寫測試碼。用另外的方式來說，我們絕對不寫任何一行的主要程式，除非我們先寫了測試碼，先執行了test methods，先有了一個應該會不通過驗證的測試。也就是說，整個寫程式的流程將會變成像這個樣子：
先寫一段Unit Test。
執行這個Unit Test。當然這個Test連compile(編譯)都不能compile，因為你根本都還沒有寫任何的主要程式碼。 (我們把這個也當作Test沒有通過)
寫你所能想到最簡單的程式碼，讓你的Test可以compile。
現在再次執行你的Unit Test，你應該會得到驗證失敗的結果。 (如果不幸通過了的話，表示你的Unit Test根本沒有擊中要害，你的Unit Test是個不夠好的Unit Test) 。
現在你可以寫出你的主要程式，讓你的Unit Test可以順利的通過驗證。
再執行你的Unit Test，現在你的Unit Test應該已經順利通過了。 (如果還是不通過，你應該回到第5項，檢查看看你的程式碼哪裡出錯，修正之，然後再執行Unit Test) 。
現在你可以回到第1步驟，開始寫新功能的Unit Test！
事實上，當你在第5步驟的時候，你所用來寫程式碼的方法，就正好是所謂的Coding by Intention(目標、意圖導向)的方法。所謂的Coding by Intention就是說，你寫程式碼是由上而下寫的。其相對的方法就是由下而上的寫法，也就是說，當你寫一段程式的程式的時候，如果你發現你正在寫的class需要另一個A class提供一個Foo method，這時你就先跳到A class去把這個method寫好，然後再回過頭來寫你之前正在寫的class。Coding by Intention則正好相反，當你寫程式的時候，你假裝A class已經有你所需要的Foo method。等到你寫完你的程式要compile的時候，你的程式工具應該會告訴你你少了一個class或是一個method，這時候才來加入這個所需要的method。如同我們之前所說的，這是一件好事情，程式無法compile跟你的Unit Test不通過驗證是同樣的一回事。
當你用Coding by Intention的時候，你很清楚的用程式語言表達你想要作的事。這不但是幫助我們寫好Unit Tests，也讓我們所寫的程式更加的清楚、容易明白、容易debug(除錯)，程式的設計也會更加的完善。在傳統程式開發方法中，測試只是用來幫助我們驗證我們所寫的程式沒有錯誤。但是在TDD裡面，Unit Tests可以幫助我們在寫程式碼之前，先清楚的定義我們所要的是什麼，我們的class應該要有哪些的功能。我絕不是說用TDD會比用傳統的測試方法還要輕鬆容易，但是我的經驗告訴我，其產生的結果的確對程式開發有極大的助益。
如果你已經聽過，也讀過有關Extreme Programming的書，下面的程式碼對你來說只是複習你已經知道的知識。如果TDD和Extreme Programming對你來說還很陌生，你可以看一下以下的範例。假設你要寫一個程式，這個程式可以讓你的使用者存錢在他的銀行帳戶裡面。現在，根據TDD的原則，當我們寫我們的BankAccount class之前，我們應該先從Unit Test著手。首先，我們先來寫我們的BankAccountTests class，我第一個想到的是我的BankAccount class應該可以接受存款並且告訴我新的餘額有多少。底下就是我的Unit Test程式碼：
namespace UnitTestingExamples.Tests
{
using System;
using NUnit.Framework;
[TestFixture]
public class BankAccountTests
{
[Test]
public void TestDeposit()
{
BankAccount account = new BankAccount();
account.Deposit( 125.0 );
account.Deposit( 25.0 );
Assertion.AssertEquals( 150.0, account.Balance );
}
}
}
現在我寫好了，我先試圖compile。哈，不能compile，當然，我都還沒有寫我的BankAccount class 呢。現在你知道，這就是Test Driven Development的基本原則：除非你有一個不通過驗證的Unit Test，否則不要寫任何的程式碼。當然，不能compile也算是不通過驗證。
現在我可以來寫我的BankAccount class，我只有寫我所能想到最簡單、最陽春的程式碼，其目的只是讓我的Unit Test可以被compile：
namespace UnitTestingExamples.Library
{
using System;
public class BankAccount
{
public void Deposit( double amount )
{
}
public double Balance
{
get { return 0.0; }
}
}
}
YES，這次compile已經過關了，接下來我就來用Test Runner執行我的Unit Test。嗯，沒有通過，Test Runner告訴我"TestDeposit: expected: <150> but was <0>"。(譯者言，我在此不翻譯這個error message，畢竟這是你應該要看得懂的，除非你用的是中文版的NUnit，否則學習看懂error message是必要的)。現在，接下來我就要來寫一些程式碼讓我的Unit Test能夠真正通過驗證，並產生我想要的結果：
namespace UnitTestingExamples.Library
{
using System;
public class BankAccount
{
private double _balance = 0.0;
public void Deposit( double amount )
{
_balance += amount;
}
public double Balance
{
get { return _balance; }
}
}
}
OK，現在我的Unit Test過關了，我可以進行下一步的工作。(譯者言，事實上根據Extreme Programming或是Kent Beck書上的說法，你應該要先作Refactoring(重整)的工作)。
使用Mock Objects(模擬物件) – DotNetMock當你在寫Unit Test的時候，你會碰到一些挑戰，其中一個就是要確保每一個test method都只有單單的測試一項單一的功能。但是，在一般的情況之下，你的test method所要測試的功能，往往會依賴其他的objects才能夠執行其功能。現在，如果你的test method測試這個功能，你真正測試的不只是這個功能，你也測試了另外的class。
如果這是一個問題，你可以用Mock Objects來幫助你區隔出你真正想要測試的功能。所謂的Mock Object，其主要的功能就是模擬別的Object，讓你可以測試這一個被模擬的object是不是有被如預期般的正常使用。更要緊的是，使用Mock Objects還有以下的好處：
很容易就可以寫好
很容易就可以預備好你要的資料
執行速度極快
產生的結果是可預期的
可以讓你驗證某個object是否正確的呼叫了該呼叫的method，以及是否依照正確的順序來呼叫這些methods。
下面的程式範例示範了一個典型的mock object使用例子。請注意，現在Unit Test變得更加清晰，更加容易讓人明白，而且執行這個test只會測試了我們想測試的程式碼，而不會牽扯到不相干的objects。
namespace UnitTestingExamples.Tests
{
using DotNetMock;
using System;
[TestFixture]
public class ModelTests
{
[Test]
public void TestSave()
{
MockDatabase db = new MockDatabase();
db.SetExpectedUpdates(2);
ModelClass model = new ModelClass();
model.Save( db );
db.Verify();
}
}
}
如上所示，使用這個MockDatabase class的預備工作很容易，也讓我們很容易的就可以驗證是否Save這個method呼叫了MockDatabase class。使用了這個mock object也讓我們不需要操心真正的資料庫是否運作正常。我們唯一知道的，就是當這個ModelClass object執行Save這個動作的時候，它內部會呼叫Database物件的Update method兩次。我們的Unit Test就是要驗證是否真的有呼叫Update method兩次。所以我們先告訴MockDatabase object我們預期Update method會被呼叫兩次，然後我們執行model.Save()，最後驗證其結果。因為MockDatabase不牽涉到連結資料庫的問題，我們也就不需要擔心資料庫會因為執行測試被修改，或是如何預備有效的測試資料，…此類的問題。我們唯一需要關心的是，Save method是否真的造成了Update被呼叫兩次。
"When Mock Objects are used, only the unit test and the target domain code are real." -- Endo-Testing: Unit Testing with Mock Objects by Tim Mackinnon, Steve Freeman and Philip Craig.
(當你使用Mock Objects的時候，只有你的Unit Test以及你所要測試的程式碼是真實的東西。 ─ 引自Endo-Testing一文，作者Tim Mackinnon, Steve Freeman and Philip Craig)
如何測試Business Layer測試你的Business Layer(企業邏輯層)程式碼，是一般程式開發人員在講到Unit Test的時候最常舉的例子。如果你小心地規劃及設計你的Business Layer，你的Business Layer應該是loosely coupled(與其他部分獨立)以及highly cohesive(內部緊密連結的)。就實務上的用語來說，所謂的coupling指的是你的class與其他的classes互相依賴的程度，如果coupling的程度越低的話，如果我們要修改其中某個class的話，我們就不需要擔心其他的class的功能會被影響到。從另一角度來看，所謂的cohrsive就是說你的class應該只負責單一的任務，不應該加入其他的不完全相干的功能。
如果你的Business layer class library(企業邏輯層程式庫)是loosely coupled以及highly conhesive的話，要寫Unit Test應該是輕而易舉的事。你應該可以針對每一個business class(在Business Layer裡的class)都寫一個Unit Test class，並且，你應該可以輕鬆的針對每一個business class的public methods都寫出相對應的測試來。
對了，如果你發覺當你想要針對你的business class寫Unit Test時，卻發現困難重重，你也許要考慮作一些大格局的Refactoring(重整)的工作。當然，如果你是先寫Unit Tests再寫business classes的話，你應該是不可能會落入到這個地步的。
如何測試User Interface(使用者介面)當你著手想要寫User Interface(使用者介面)的程式碼的時候，有一些問題就開始跑出來了。當然你可以想辦法讓你的User Interface符合loosely coupled的要求，讓它與其他的class都沒有依賴關係。但是，所謂的User Interface本質上就是會依賴於使用者，需要由使用者來驅動及驗證。那麼，到底要如何的來解決這個問題，讓我們可以測試我們的User Interface呢？
這個答案的關鍵之處在於，我們應該要小心的把所謂的logic(程式執行的邏輯)，與所謂的user interface(用來顯示資料)清楚的區分開來，讓User Interface真正只負責顯示view(視界/觀點)的工作。有很多的pattern(設計模式)就是用來幫助我們做好這個工作，它們的名稱不盡相同(Model-View-Controller, Model-View-Presenter, Doc-View,等等)，但是都是同樣的目的。這些pattern的創始者都深切的體認到，把view及view所要作事的邏輯(也就是controller)區分開來，是一件很有助益的事。
那麼，我們要如何使用這些pattern來幫助我們寫Unit Test來測試User Interface呢？我在這裡所示範的技巧是來自於Michael Feathers所寫的The Humble Dialog Box一文。就其本質上來說，這個技巧就是讓你的view class(也就是User Interface class)Implement(實作)一個簡單的Interface。這個Interface定義了這個view class應該要顯示的資料，並且有getting/setting methods(存取資料的metods)。你的view class應該單單的只有負責把資料顯示給使用者看，當使用者作了一些動作時(例如按了一個按鍵)，view class裡的event handler的責任就是單單的把這個動作交給controller來處理。
我們用一個範例來看，就會更加的清楚明白。假設我們要寫一個程式，其中一個視窗是要讓使用者鍵入自己的名字及Social Security Number(社安號碼，類似身分證字號譯註)。這兩個欄位都必須確實填寫，所以我們需要檢查使用者是否輸入名字，以及社安號碼是否符合正確的格式。既然我們應該要先寫測試碼，我們就要遵守自己的規則：
[TestFixture]
public class VitalsControllerTests
{
[Test]
public void TestSuccessful()
{
MockVitalsView view = new MockVitalsView();
VitalsController controller = new VitalsController(view);
view.Name = "Peter Provost";
view.SSN = "123-45-6789";
Assertion.Assert( controller.OnOk() == true );
}
[Test]
public void TestFailed()
{
MockVitalsView view = new MockVitalsView();
VitalsController controller = new VitalsController(view);
view.Name = "";
view.SSN = "123-45-6789";
view.SetExpectedErrorMessage( controller.ERROR_MESSAGE_BAD_NAME );
Assertion.Assert( controller.OnOk() == false );
view.Verify();
view.Name = "Peter Provost";
view.SSN = "";
view.SetExpectedErrorMessage( controller.ERROR_MESSAGE_BAD_SSN );
Assertion.Assert( controller.OnOk() == false );
view.Verify()
}
}
如果你試圖要compile及build這段測試程式碼，你會看到一大堆的錯誤訊息。別緊張，這是因為我們都還沒有開始寫MockVitalsView以及VitalsController這兩個class的緣故。好吧，現在就讓我們來寫這兩個classes的原始架構。記得我們的規則，我們只要寫最簡單、可以compile就好的程式碼：
public class MockVitalsView
{
public string Name
{
get { return null; }
set { }
}
public string SSN
{
get { return null; }
set { }
}
public void SetExpectedErrorMessage( string message )
{
}
public void Verify()
{
throw new NotImplementedException();
}
}
public class VitalsController
{
public const string ERROR_MESSAGE_BAD_SSN = "Bad SSN.";
public const string ERROR_MESSAGE_BAD_NAME = "Bad name.";
public VitalsController( MockVitalsView view )
{
}
public bool OnOk()
{
return false;
}
}
咻！現在我們的Unit Test已經成功的compile了，讓我們來試試看是否這些Unit Tests可以通過驗證。噗！Test Runner告訴我們有兩個tests沒有通過驗證。第一個是在在TestSuccessful 裡面呼叫controller.OnOk的時候，因為傳回來的結果是false，而非我們所預期的true。第二個地方是在TestFailed裡面呼叫view.Verify的時候。
我們繼續遵照我們先寫測試碼的原則來作，現在我們需要的是想辦法讓我們的Unit Tests可以順利通過。如果只是要讓TestSuccessful 通過就很簡單，但是要讓TestFailed 也通過我們就必須要寫一些真正有用的程式碼了。比如說像這樣：
public class MockVitalsView : MockObject
{
public string Name
{
get { return _name; }
set { _name = value; }
}
public string SSN
{
get { return _ssn; }
set { _ssn = value; }
}
public string ErrorMessage
{
get { return _expectedErrorMessage.Actual; }
set { _expectedErrorMessage.Actual = value; }
}
public void SetExpectedErrorMessage( string message )
{
_expectedErrorMessage.Expected = message;
}
private string _name;
private string _ssn;
private ExpectationString _expectedErrorMessage =
new ExpectationString("expected error message");
}
public class VitalsController
{
public const string ERROR_MESSAGE_BAD_SSN = "Bad SSN.";
public const string ERROR_MESSAGE_BAD_NAME = "Bad name.";
public VitalsController( MockVitalsView view )
{
_view = view;
}
public bool OnOk()
{
if( IsValidName() == false )
{
_view.ErrorMessage = ERROR_MESSAGE_BAD_NAME;
return false;
}
if( IsValidSSN() == false )
{
_view.ErrorMessage = ERROR_MESSAGE_BAD_SSN;
return false;
}
// All is well, do something...
return true;
}
private bool IsValidName()
{
return _view.Name.Length > 0;
}
private bool IsValidSSN()
{
string pattern = @"^\d{3}-\d{2}-\d{4}$";
return Regex.IsMatch( _view.SSN, pattern );
}
private MockVitalsView _view;
}
在我們繼續下去之前，讓我們先暫停一下回頭看看這段程式碼。首先要注意的是，我們完全沒有更動到我們起初寫的Unit Test程式(這是為什麼我沒有把它們列在上面的原因)。我們所大幅更動的，是在MockVitalsView 以及VitalsController之上。我們先來看MockVitalsView。
在我們先前的例子裡面，MockVitalsView原本沒有繼承自任何的base class。現在為了簡化我們的工作，我們把它變成繼承自DotNetMock.MockObject。這一個MockObject class給我們一個Verify method，這個method為我們作了所有的工作。它所擁有的神奇力量乃是來自於expectation classes 。我們使用expectation class來設定我們所預期mock object會產生的事。在這個例子裡，我們預期ErrorMessage這個Property會有一個特定的值。因為這個Property是屬於String資料型態的，所以我們在我們的mock object裡面加入了一個叫做ExpectationString的member。接下來我們寫了SetExpectedErrorMessage 以及ErrorMessage 這兩個method及property，讓它們使用這個ExpectationString object。當我們在我們的測試碼中呼叫Verify的時候，MockObject base class就會自動的檢查我們所預期的結果是否會發生，並且通知我們任何與預期不一致的地方。很酷吧。是不是啊？
另外一個被大幅更動的就是我們的VitalsController class。因為這是所有真正出力幹活的程式碼所在，我們知道大幅更動乃是在所難免。基本上，我們主要的邏輯，主要的程式碼都是在OnOK這個method裡面。在這裡，我們用了我們的view class所定義存取資料的method來讀取使用者所填寫的資料，然後如果資料有任何不符合的話，我們用ErrorMessage這個property來把錯誤訊息傳回去。
所以，我們的工作已經告一段落囉？還早的咧。到目前為止，我們都只是在controller上面大興土木，我們只是用模擬的mock view來假裝我們有一個User Interface。事實上，我們還沒有任何東西可以秀給使用者看呢！ 別緊張，我們現在需要的就只是讓我們已經寫好的controller，可以連接到真實的view上面去。怎麼做呢？
首先，我們需要把MockVitalsView所需要implement的Interface給抓出來。如果我們看一下VitalsController 以及VitalsControllerTests 的程式碼，我們就可以發現底下的這個interface應該就夠滿足我們的需要：
public interface IVitalsView
{
string Name { get; set; }
string SSN { get; set; }
string ErrorMessage { get; set; }
}
我們有了我們要的新interface，現在，我們可以把在controller裡面用到MockVitalsView的程式碼，改成使用IVitalsView。然後，我們就可以修改MockVitalsView，讓它 implements這個IVitalsView。當然，我們做了這個Refactoring的動作之後，要趕快的給它執行一下我們的Unit Test，確保我們沒有作了任何的傻事。假設一切都正常，所有的測試都通過了，我們就可以真正開始來寫view了。在這個例子裡面我用了ASP.NET的網頁來作我們的view，你應該知道，你可以很容易的就寫一個Windows Form的view。
底下是我們的.ASPX 檔案：
<%@ Page language="c#" Codebehind="VitalsView.aspx.cs"
AutoEventWireup="false"
Inherits="UnitTestingExamples.VitalsView" %>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN" >
<html>
<head>
<title>VitalsView</title>
<meta name="GENERATOR" Content="Microsoft Visual Studio 7.0">
<meta name="CODE_LANGUAGE" Content="C#">
<meta name=vs_defaultClientScript content="JavaScript">
<meta name=vs_targetSchema content="http://schemas.microsoft.com/intellisense/ie5">
</head>
<body MS_POSITIONING="GridLayout">
<form id="VitalsView" method="post" runat="server">
<table border="0">
<tr>
<td>Name:</td>
<td><asp:Textbox runat=server id=nameTextbox /></td>
</tr>
<tr>
<td>SSN:</td>
<td><asp:Textbox runat=server id=ssnTextbox /></td>
</tr>
<tr>
<td> </td>
<td><asp:Label runat=server id=errorMessageLabel /></td>
</tr>
<tr>
<td> </td>
<td><asp:Button runat=server id=okButton Text="OK" /></td>
</tr>
</table>
</form>
</body>
</html>
底下是ASP.NET的code-behind程式碼：
using System;
using System.Web.UI.WebControls;
using UnitTestingExamples.Library;
namespace UnitTestingExamples
{
/// <summary>
/// Summary description for VitalsView.
/// </summary>
public class VitalsView : System.Web.UI.Page, IVitalsView
{
protected TextBox nameTextbox;
protected TextBox ssnTextbox;
protected Label errorMessageLabel;
protected Button okButton;
private VitalsController _controller;
private void Page_Load(object sender, System.EventArgs e)
{
_controller = new VitalsController(this);
}
private void OkButton_Click( object sender, System.EventArgs e )
{
if( _controller.OnOk() == true )
Response.Redirect("ThankYou.aspx");
}
#region IVitalsView Implementation
public string Name
{
get { return nameTextbox.Text; }
set { nameTextbox.Text = value; }
}
public string SSN
{
get { return ssnTextbox.Text; }
set { ssnTextbox.Text = value; }
}
public string ErrorMessage
{
get { return errorMessageLabel.Text; }
set { errorMessageLabel.Text = value; }
}
#endregion
#region Web Form Designer generated code
override protected void OnInit(EventArgs e)
{
//
// CODEGEN: This call is required by the ASP.NET Web Form Designer.
//
InitializeComponent();
base.OnInit(e);
}
/// <summary>
/// Required method for Designer support - do not modify
/// the contents of this method with the code editor.
/// </summary>
private void InitializeComponent()
{
this.Load += new System.EventHandler(this.Page_Load);
okButton.Click += new System.EventHandler( this.OkButton_Click );
}
#endregion
}
}
如你所見的，唯一在我們的程式碼裡們所需的，就是implement我們之前所提到的IVitalsView 這個interface。 並且把我們的的ASP.NET Web Controls連結到IVitalViews所定義的存取資料的methods。當然，我們需要確保我們的view class裡面有一個controller object，並且呼叫controller裡面的methods。如果我們用這個方法來寫User Interface，你會發現寫View的過程變得非常容易。而且因為所有的工作都在controller裡面完成，你可以測試到你大部分的程式碼，你會對你的程式非常的有信心。
結論Test-Driven Development是一個很有威力的工具，你應該立刻馬上就使用這個工具來提昇你程式的品質，以及你程式寫作的功力。使用TDD會讓你更加仔細思考你的程式是否設計完善，並且保證所有你的程式碼都是經過測試千垂百鍊的(譯註：我承認我在此誇張了點)。如果你沒有完善的Unit Test，要針對你現有的程式碼作Refactoring是幾乎不可能的事。一但跳入TDD的洪流之中，絕大部分的人都不再回頭用以前的老方法寫程式。試試看，你會發現，嗯~，真的是粉棒的啦。
其他Web上的資源NUnit http://www.nunit.org/
csUnit http://www.csunit.org (NUnit的另外一個選擇)
DotNetMock http://sourceforge.net/projects/dotnetmock/
MockObjects http://www.mockobjects.com/
The Humble Dialog Box http://www.objectmentor.com/resources/articles/TheHumbleDialogBox.pdf
http://www.dotspace.idv.tw/xp/Test-Driven%20Development%20In%20.NET.htm
