摘  要： 為了解決單元測試工具Nunit本身不支持數(shù)據(jù)驅動測試的問題，提出了在Nunit框架下實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動測試的方法。該方法首先將測試類所使用的測試數(shù)據(jù)基本信息設定在ini文件中，將輸入數(shù)據(jù)及預期結果存放于Excel文件中。隨后通過屬性標簽[TestFixtureSetUp]標記的方法動態(tài)讀取ini文件中的基本信息，再根據(jù)這些基本信息讀取Excel文件中的測試數(shù)據(jù)，并將測試數(shù)據(jù)保存于自定義的結構體數(shù)組中供各測試方法使用。該方法有效地實現(xiàn)了測試數(shù)據(jù)與測試腳本的分離，能降低測試腳本的維護工作量，提高測試效率。
關鍵詞： 單元測試; Nunit框架; 測試腳本; 測試數(shù)據(jù)

    軟件測試是保證軟件質量的重要手段，作為軟件測試基礎的單元測試是軟件開發(fā)過程中最低級的測試活動。據(jù)業(yè)界統(tǒng)計，單元測試一般可以發(fā)現(xiàn)大約80%的軟件缺陷[1]。由于軟件缺陷發(fā)現(xiàn)得越早，其修復的代價就越小，因此，單元測試在軟件測試過程中占據(jù)著非常重要的地位，有效地實施單元測試能有效節(jié)約后續(xù)測試時間、降低測試成本、保證軟件質量。
    Nunit是微軟.Net平臺下的單元測試框架，也是在.Net平臺下進行測試驅動開發(fā)的重要工具；其提供的圖形用戶接口GUI操作簡單、內容直觀，因此Nunit被廣泛地運用于.Net平臺項目的單元測試中。利用Nunit進行單元測試，首先要進行腳本開發(fā)，目前常用的方法是將測試數(shù)據(jù)以常量的方式賦值給變量，再由變量參與測試[2-3]。采用這種方式，測試數(shù)據(jù)與測試腳本共存于一個測試腳本文件中，不利于測試腳本的維護。而測試腳本的維護是自動化測試的重要環(huán)節(jié)，適當?shù)卣{整和增強測試腳本，能提高測試腳本的靈活性以及應對測試對象變更的能力，數(shù)據(jù)驅動方式的測試腳本開發(fā)是解決這類問題的重要手段[4]。由于Nunit框架本身并不具備數(shù)據(jù)驅動測試的功能，因此需要通過增強測試腳本的功能來實現(xiàn)Nunit框架下的數(shù)據(jù)驅動測試。為此，本文提出一種測試設計方法，將測試用例的輸入數(shù)據(jù)、預期結果及執(zhí)行條件編寫在Excel工作簿中，工作簿中每一個工作表的數(shù)據(jù)對應一個測試類；工作簿存放的位置、測試類對應的工作表名、輸入數(shù)據(jù)數(shù)目及預期結果數(shù)目等信息按一定格式保存于執(zhí)行路徑下的ini文件中。在測試腳本中，利用Nunit的[TestFixtureSetUp]屬性標簽，在該標簽標記的方法中實現(xiàn)測試類所有測試數(shù)據(jù)的一次性讀入，并將其保存于自定義的結構體數(shù)組中，供各測試方法使用，在后續(xù)測試方法的腳本編寫中，只需按結構體數(shù)組下標獲取測試數(shù)據(jù)及預期結果便能完成測試腳本的開發(fā)；測試執(zhí)行時將按照Excel文件中設計的數(shù)據(jù)自動執(zhí)行測試腳本。這一測試設計方法能有效地分離測試腳本和測試數(shù)據(jù)，從而降低測試腳本的維護工作量。
1 數(shù)據(jù)驅動測試的設計思路
    數(shù)據(jù)驅動測試是一種數(shù)據(jù)被包含在輸入測試數(shù)據(jù)文件中，并且以數(shù)據(jù)來控制自動化測試腳本執(zhí)行的流程和動作的測試[5]。在Nunit框架中,[TestFixtureSetUp]和[SetUp]屬性標簽標記的方法分別在測試類和各測試方法執(zhí)行前被執(zhí)行，[Test]屬性標簽標記的方法按其在腳本中的先后順序自動執(zhí)行;此外，通過Nunit的GUI界面，可以指定被執(zhí)行的方法，因此Nunit自身已經(jīng)具備控制測試腳本執(zhí)行流程的功能。這里主要從用數(shù)據(jù)驅動腳本的動作出發(fā)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動測試。
　　數(shù)據(jù)驅動測試使用存檔的測試數(shù)據(jù)來驅動自動化測試過程，這些數(shù)據(jù)通常以簡單的文本文件或Excel文件形式存在[5]。鑒于Excel文件具有以表格形式呈現(xiàn)、結構清晰直觀的特點,本文采用Excel的工作表來存儲測試數(shù)據(jù)。同時，為使測試腳本具有較高的靈活性，將測試數(shù)據(jù)文件的存取路徑、測試數(shù)據(jù)所在的工作表名等信息存放于ini文件中,以便在測試環(huán)境和數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，測試腳本可以保持不變,從而降低測試腳本的維護成本。
1.1 Excel文件格式的設計
    圖1為Excel文件結構與測試類及測試方法之間的對應關系圖，圖中的數(shù)據(jù)是根據(jù)Nunit自帶的一個實例Moneybag類所做的部分測試數(shù)據(jù)。

    圖1中，工作簿Moneytest.xls中的工作表Moneytest用來存放測試類Moneytest中各測試方法所需的數(shù)據(jù)。由于各測試方法常常使用一些公共的輸入數(shù)據(jù)來進行測試驗證，因此將公共數(shù)據(jù)設定在第一行，從第二行數(shù)據(jù)開始每一行數(shù)據(jù)對應一個測試方法，每一個單元格存放一個基本數(shù)據(jù)（字符串類型或數(shù)值）。結構數(shù)據(jù)類型都可以看成是基本數(shù)據(jù)類型的組合，一個結構數(shù)據(jù)類型可分成多個單元格來存放。由于每一個測試方法所需的輸入和預期值數(shù)目各不相同，在測試數(shù)據(jù)設計時，可按需要增減工作表列的數(shù)目來增減輸入和預期值的數(shù)目（圖1中3~6行的A-H列為空，是因為3~6行對應的測試方法全部采用公共輸入數(shù)據(jù)）。測試數(shù)據(jù)的最后一列為測試說明，用于對測試條件等輔助信息加以說明，以供測試人員或維護人員參考，測試腳本不讀取該列數(shù)據(jù)。
1.2 ini文件的設計
    使用ini文件是為了使這一實現(xiàn)方法具有較高的靈活性，最大限度地減少因測試環(huán)境和測試數(shù)據(jù)的變化帶來的測試腳本的維護工作量。這里約定ini文件以標記的測試類命名，并且保存于執(zhí)行文件所在目錄下，這樣可通過編程來動態(tài)讀取路徑。因此，除了ini文件名外，其他所有數(shù)據(jù)的來源都是通過測試腳本執(zhí)行動態(tài)獲取的，這一實現(xiàn)方法能達到較高程度的測試腳本與測試數(shù)據(jù)的分離。
    ini文件設計如下：
　    [FILE]
　　        path= "D:\NUNIT\Moneytest.xls"
　　        sheet= [Moneytest$]
　    [DATA]
　　        input=8
　　        except=4
　    [ROWS]
　　        Common=0
　　        BagSimpleAdd=1
　　        BagSubtract=2
　　        BagMultiply=3
        BagNegate=4
    節(jié)[FILE]用于存放Excel數(shù)據(jù)文件信息，參數(shù)path的值表示數(shù)據(jù)文件存放的路徑，參數(shù)sheet的值表示測試數(shù)據(jù)所在的工作表名；節(jié)[DATA]用于存放輸入數(shù)據(jù)和預期值的數(shù)目，這里按該測試類中使用輸入數(shù)據(jù)和預期值數(shù)目最多的方法進行設置，用于動態(tài)定義結構體內數(shù)組的維數(shù)，這樣定義會損失一定的數(shù)組空間，但給測試腳本的編寫帶來了方便；節(jié)[ROWS]用于存放每個測試方法對應的測試數(shù)據(jù)所在的行編號（結構體數(shù)組下標），在各測試方法中通過讀取ini文件中的行編號來取得對應的測試數(shù)據(jù)，Common=0表示將公用數(shù)據(jù)設在數(shù)據(jù)表第一行，讀入到下標為0的數(shù)組中。
2 數(shù)據(jù)驅動測試的實現(xiàn)
    Nunit采用屬性標簽來標記測試類和方法,其中[TestFixture]用于標記測試類，[Test]、[SetUp]、[TestFixtureSetUp]用于標記測試方法。[SetUp]標記的方法是為了避免代碼的冗余，該方法將各測試方法中的重復代碼提取出來，組織成一個共用的方法，在每個[Test]標記的測試方法執(zhí)行前被執(zhí)行一次，與它成對使用的是[TearDown]屬性，用來釋放[SetUp]中初始化的變量。[TestFixtureSetUp]與[SetUp]屬性類似，但此屬性標記的方法用來實現(xiàn)整個測試類的初始化，它在整個測試類執(zhí)行前執(zhí)行一次，與它成對使用的是[TestFixtureTearDown]屬性，用來釋放[TestFixtureSetUp]中初始化的變量。
    在本設計中，測試數(shù)據(jù)被存儲在外部數(shù)據(jù)文件中，每一個方法執(zhí)行前都需要外部文件中的測試數(shù)據(jù)，如果將讀取外部文件的操作分別寫到各個測試方法中，這無疑會產(chǎn)生大量冗余代碼，也會增加I/O方面的開銷；如果將這部分處理寫到[SetUp]屬性方法中，可減少測試腳本中重復代碼的數(shù)量，但I/O方面的開銷與前一種方法相比，沒有任何改善。故本設計將測試數(shù)據(jù)讀取的代碼編寫在[TestFixtureSetUp]屬性標記的方法中，通過自定義一個結構體，將測試數(shù)據(jù)一次性讀出并存放于結構體數(shù)組中，即在整個測試類的方法執(zhí)行之前執(zhí)行一次測試數(shù)據(jù)的讀取操作。這樣，既能減少測試腳本中重復代碼的數(shù)量,也能減少I/O方面的開銷。
2.1 自定義結構體的實現(xiàn)
    public struct testdata
　　　    {
                public string[] strIn ;
                public string[] strExcept;
　　　    }
       上面是采用C#定義的結構體testdata，其中包含兩個字符串類型的動態(tài)數(shù)組，分別用來存放各測試方法的輸入數(shù)據(jù)和預期結果。因為測試類最大的輸入數(shù)據(jù)和預期結果數(shù)目在測試用例維護時可能發(fā)生變化，故采用定義動態(tài)數(shù)組的方式。
2.2 測試類初始化的實現(xiàn)
    [TestFixtureSetUp]屬性標記的方法用于整個測試類的初始化，其處理流程設計如圖2所示。

    過程①中讀取[FILE]和[DATA]節(jié)中的值，用于定位測試數(shù)據(jù)文件和定義結構體數(shù)組維數(shù)；過程②按行列依次循環(huán)，將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)依次全部讀入結構體數(shù)組；過程③初始化各測試方法的公用數(shù)據(jù)，下面是按照本文提出的方法，以Nunit自帶的樣例測試腳本MoneyTest.cs為例對公共輸入數(shù)據(jù)進行設定的相關代碼：
    f12CHF = new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strIn[0]), tdTest[i].strIn[1]);
    f7USD = new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strIn[2]), tdTest[i].strIn[3]);
    f14CHF = new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strIn[4]), tdTest[i].strIn[5]);
    f21USD = new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strIn[6]), tdTest[i].strIn[7]);
    fMB1 = new MoneyBag(f12CHF, f7USD);
    fMB2 = new MoneyBag(f14CHF, f21USD);
    如果約定下標為0的結構體數(shù)組中存放公共測試數(shù)據(jù)，則在上面的代碼前可直接將i賦值為0，也可讀取ini文件的Common值來設定i值。
2.3 自定義方法的實現(xiàn)
    每一個方法執(zhí)行之前都需要讀取結構體數(shù)組中對應行的數(shù)據(jù)，雖然讀取數(shù)據(jù)的代碼可以寫在各測試方法中，但這無疑會產(chǎn)生重復代碼。通過分析各測試方法讀取數(shù)據(jù)的相似部分，可將這部分代碼寫成一個公用方法，[SetUp]中定義的方法能保證各方法執(zhí)行之前自動執(zhí)行一次，但是該方法不能帶參數(shù)。因此，這里自定義一個帶參數(shù)的方法供各測試方法調用。同樣以Moneybag類的測試為例，該測試類中，各方法的輸入基本采用公共數(shù)據(jù)，各方法的預期結果各不相同，因此各方法均有一個讀取預期結果的公共處理，將這部分處理用自定義方法實現(xiàn)，參數(shù)i為各方法對應的測試數(shù)據(jù)的數(shù)組下標。代碼如下：
    private void SetValue(int i)
    {
    mexcept1 = new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strExcept[0]), tdTest[i].strExcept[1]);
    mexcept2= new Money(Convert.ToInt32(tdTest[i].strExcept[2]), tdTest[i].strExcept[3]);
    mbexcept = new MoneyBag(mexcept1, mexcept2);
    }
     數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)全部以字符串類型讀入構造體數(shù)組中，使用時，根據(jù)具體情況將字符串類型轉換為對應數(shù)據(jù)類型參與測試。公共處理以外的個性數(shù)據(jù)讀取可在各測試方法中實現(xiàn)。
2.4 各測試方法的實現(xiàn)
    將Nunit自帶的樣例測試腳本按照本文提出的方法進行改編，下面是實現(xiàn)單一貨幣錢包加法的改編腳本（其他方法基本類似）：
    [Test]
    public void BagSimpleAdd()
    {
    int intI = GetPrivateProfileString("ROWS", "BagSimpleAdd", "", tmpRow, 500, striniPath + "\\moneytest.ini");
    int i = Convert.ToInt32(Convert.ToString(tmpRow));
    SetValue(i);
    Assert.AreEqual(mbexcept, fMB1.Add(f14CHF));
    }

    利用本文提出的方法對Nunit自帶測試類Monytest.cs中的所有方法進行改編，執(zhí)行結果與自帶測試類一致。與原來的方法相比較，本文提出的方法實現(xiàn)了測試腳本與測試數(shù)據(jù)的分離，對測試用例的維護基本可通過對Excel數(shù)據(jù)文件和ini文件的維護來實現(xiàn)，從而降低了測試腳本維護過程中產(chǎn)生的維護成本。在后續(xù)的研究中，將根據(jù)本文提出的方法，進一步探索測試腳本自動生成的實現(xiàn)，以進一步提高測試腳本的開發(fā)效率。
參考文獻
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