基于属性的测试在C#中：捕获单元测试遗漏的Bug

您的单元测试在撒谎（而您心知肚明）

想象一下：您写了50个单元测试，全部通过，覆盖率90%。您很满意。但一周后，生产环境崩溃了。原来，您的方法SortArray()对于[1, 2, 3]和[3, 1, 2]运行良好，但在[int.MaxValue, -1, 0]上崩溃了。熟悉吗？

经典单元测试的问题在于开发者的偏见。您编写的测试只针对您预期的数据。黑客、真实用户和随机的边界条件遵循着不同的规则。

这时，基于属性的测试在C#中（或基于属性的测试）登场了。与其检查“如果A，则B”，您描述的是属性，这些属性必须始终为真。而框架会自动生成数百个随机输入数据并验证您的断言。

在本文中，我们将探讨如何通过FsCheck库在C#中引入基于属性的测试，编写真实示例，并看看它如何捕获普通测试遗漏的Bug。

什么是基于属性的测试？

基于属性的测试是一种方法，您在其中制定程序的不变量（属性）。例如：

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• “排序后数组长度不变”
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• “反转字符串的逆序得到原始字符串”
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• “两个正数之和始终为正”
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框架（例如FsCheck）会生成数十甚至数百个随机输入数据，并检查该属性是否对所有数据都成立。如果找到反例，测试失败，您会得到导致代码崩溃的具体值。

与单元测试不同，您不会写Assert.AreEqual(3, Add(1,2))。您会写Assert(x + y == y + x)——然后测试数千对数字的交换律。

与普通单元测试的区别

FsCheck库：您的主要工具

在C#世界中，基于属性测试的事实标准是FsCheck（最初是Haskell库QuickCheck的移植）。它与xUnit、NUnit和MSTest集成。

安装很简单：

dotnet add package FsCheck\ndotnet add package FsCheck.Xunit  // 用于与xUnit集成

FsCheck能够为基本类型（int、string、float）、列表、数组、元组甚至自定义类型（通过自定义生成器）生成随机数据。

编写第一个基于属性的C#测试

我们从简单的开始：验证整数加法运算的交换律。

using FsCheck;\nusing FsCheck.Xunit;\n\npublic class AdditionTests\n{\n    [Property]\n    public bool Commutative_Addition(int x, int y)\n    {\n        return x + y == y + x;\n    }\n}

运行测试。FsCheck会生成100对随机的int（默认情况下）并检查该属性。如果没有找到反例，测试通过。如果我们犯了错误（例如，写了x - y == y - x），测试会失败并给出具体示例：(5, 3)——因为5 - 3 != 3 - 5。

解析代码

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• [Property]——属性，告诉FsCheck这是一个基于属性的测试。
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• 方法返回bool——如果返回false，测试失败。
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• 参数int x, int y——FsCheck会自动填入随机值