Fakes——一個強大的.NET模擬框架

一、什麼是Fakes?

Fakes是一個強大的.NET模擬框架，能夠讓你輕鬆地進行單元測試、集成測試等各種測試工作。它可以模擬那些難以在測試環境中實現的外部依賴，比如系統時鐘、文件系統、網路等，使得測試更加可控，更容易去定位問題。

它的核心在於動態生成一個.dll文件，通過重寫靜態方法、實例方法、構造函數、屬性、委託等方式，來實現對原本不可控的環境的模擬。這使得代碼的測試覆蓋範圍更加全面。

二、Fakes的核心概念

Fakes的核心概念有Fake、Shim、Stubs、Behaviours，下面將對這些概念進行詳細介紹：

Fake

Fake是最基本的概念，其作用是代替原始的實現並提供可控制的的行為。在Fakes中，可以很容易地創建一個Fake。比如：

[Test]
public void TestFake()
{
    var fake = new Fakes.Fake();
    fake.CallBase = true;

    // 可以通過重寫虛方法來控制行為
    fake.Setup(x => x.VirtualMethod()).Returns(true);

    // 可以通過設置屬性來控制返回值
    fake.Object.MyProperty = "My Value";
    Assert.AreEqual("My Value", fake.Object.MyProperty);

    // 可以通過設置欄位來模擬私有或protected欄位
    typeof(MyClass).GetField("privateField", BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic)
        .SetValue(fake.Object, "Test Value");
    Assert.AreEqual(fake.Object.GetProperty(), "Test Value");
}

Shim

Shim是Fakes中較為強大的概念，它可以對代碼中的靜態方法、實例方法、構造函數、屬性、委託等進行劫持和重新定義，使得原本無法在測試環境中控制的代碼也變得容易操作。比如：

[Test]
public void TestShim()
{
    using (ShimsContext.Create())
    {
        // 對一個靜態類中的靜態方法進行模擬
        Fakes.ShimDateTime.NowGet = () => new DateTime(2000, 1, 1);
        Assert.AreEqual(new DateTime(2000, 1, 1), DateTime.Now);

        // 對一個實例對象中的虛方法進行模擬
        var myClass = new MyClass();
        Fakes.ShimBehaviors.Unsealed(myClass); // 必須先打開處理才能模擬
        Fakes.ShimBehaviors.ShimMethod(myClass, x => x.VirtualMethod(), () => true);
        Assert.AreEqual(true, myClass.VirtualMethod());

        // 對一個構造函數進行模擬
        Fakes.ShimBehaviors.ShimConstructor(() => new MyClass(), () => new MyClass("Test value"));
        var instance1 = new MyClass();
        var instance2 = new MyClass("Test value");
        Assert.AreEqual(null, instance1.MyProperty);
        Assert.AreEqual("Test value", instance2.MyProperty);

        // 對一個委託進行模擬
        var testAction = new Action(() => Console.WriteLine("This is a test"));
        Fakes.ShimBehaviors.ShimDelegate(testAction, () => Console.WriteLine("This is a shim test"));
        testAction(); // 輸出：This is a shim test
    }
}

Stubs

Stubs導出一些有用的靜態的方法，用於測試代碼中需要使用的對象。比如：

[Test]
public void TestStubs()
{
    var stub = Fakes.Stubs.Create();

    // 可以使用WithValue方法對屬性進行模擬
    stub.WithValue(x => x.MyProperty, 10);
    Assert.AreEqual(10, stub.Object.MyProperty);

    // 可以使用Fake方法對方法進行模擬
    stub.Fake(x => x.MyMethod(0)).Returns(true);
    Assert.AreEqual(true, stub.Object.MyMethod(0));
}

Behaviours

Behaviours用於定製Shim的行為，提供更靈活的模擬。它可以實現Shim沒有辦法做到的對虛方法進行模擬、模擬內部狀態等。

[Test]
public void TestBehaviours()
{
    using (ShimsContext.Create())
    {
        var myClass = new MyClass()
        {
            MyProperty = "Test value"
        };

        // 可以重寫虛方法來控制行為
        Fakes.Behaviors.FakeVirtualMethod(myClass, x => x.VirtualMethod());
        Assert.AreEqual(null, myClass.VirtualMethod());

        // 可以通過GetValue來獲取指定成員的私有數據
        var privateField = Fakes.Behaviors.GetValue(myClass, "privateField");
        Assert.AreEqual("Test value", privateField);

        // 可以通過SetValue來設置指定成員的私有數據
        Fakes.Behaviors.SetValue(myClass, "privateField", "New value");
        Assert.AreEqual("New value", myClass.GetProperty());
    }
}

三、總結

從以上介紹可以看出，Fakes是一個強大的測試框架，提供了許多基本概念來幫助我們去進行單元測試、集成測試等工作。如果你正在尋找一個靈活性較高且功能較全的模擬框架，那麼Fakes不失為一個好的選擇。