Visual Studio 2010 實作測試驅動開發（TDD）完整實驗指南

概述

測試驅動開發（Test Driven Development，TDD）是一種先編寫單元測試，再編寫實際代碼以通過測試的開發方法。單元測試可視為系統行為的微型規格，先行撰寫測試能引導開發者僅編寫足夠通過測試的代碼，確保系統精簡、輕量且專注於既定需求。

TDD 的核心節奏是「紅燈、綠燈、重構」：紅燈代表測試失敗（尚未實作代碼），綠燈代表編寫最少量代碼使測試通過，重構則在測試保護下優化代碼結構。此循環在開發過程中不斷重複。

注意：本實驗旨在展示 Visual Studio 2010 對 TDD 的工具支援，而非教授 TDD 方法論。若想深入了解 TDD，建議參閱《Test Driven Development in Microsoft .NET》（James Newkirk、Alexei Voronstov 著）及《Pragmatic Unit Testing in C# with NUnit》（Andy Hunt 等著）。

高效的 TDD 節奏仰賴正確的思維與工具。Visual Studio 2010 引入多項增強功能，協助開發者減少按鍵次數、加速方案導航，並支援替換測試框架。接下來將以「測試優先」方式實作一個堆疊類別，示範如何利用測試驅動設計與實作。

目標

• 善用智能標記自動生成代碼片段，減少按鍵操作。
• 使用 Quick Search 快速導航代碼庫。

系統需求

• Microsoft Visual Studio 2010 Beta 2
• .NET Framework 4.0

安裝與配置

以系統管理員權限執行 CheckDependencies.cmd 啟動 Configuration Wizard，安裝缺失的先決條件並完成精靈。該腳本同時會安裝本實驗所需的 Visual Studio 代碼片段。

練習架構

1. 練習 1：紅燈、綠燈…… — 撰寫測試並使其從失敗轉為通過，體驗智能標記、測試執行器增強與導航特性。
2. 練習 2：重構！ — 在測試通過的基礎上重構代碼，賦予其實際功能並確保所有測試持續通過。

預估完成時間：60 分鐘。本實驗同時提供 C# 與 VB.NET 範例，截圖以 C# 為主，VB.NET 操作類似。

練習 1：紅燈、綠燈……

任務 1：建立新專案

1. 啟動 Visual Studio 2010，在起始頁點選「新增專案」。
2. 選擇 Visual C# 或 VB 專案類型，目標框架設為 .NET Framework 4.0，選取「類別庫」範本，專案命名為 SimpleDataStructures，勾選「建立解決方案目錄」。
3. 刪除預設產生的 Class1.cs（或 Class1.vb）。



4. 在方案總管中右鍵點擊解決方案，選擇「加入」→「新增專案」，選取「測試專案」，命名為 SimpleDataStructures.Tests。
5. 刪除測試專案中預設產生的 UnitTest1.cs。

任務 2：為測試定義上下文

1. 在測試專案中加入新類別 SimpleStackTests。



2. 將類別標記為 public 並加上 [TestClass] 屬性。Visual Studio 會提示缺少 using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;，按 Ctrl+. 使用智能標記自動添加。



3. 將測試類別重命名為更具描述性的 WhenAStackIsCreated，以清晰表達測試上下文（堆疊建立時的預設狀態）。

任務 3：撰寫第一個測試 — 設計與定義 SimpleStack

1. 新增測試方法 ThenItShouldBeEmpty，驗證新建堆疊的 IsEmpty 屬性為 true。
2. 在測試中實例化 SimpleStack，此時類別尚不存在。按 Ctrl+. 選擇「Generate class for 'SimpleStack'」，VS 會在測試專案中產生存根類別。





提示：智能標記的「Generate other...」選項可自訂生成位置。TDD 實踐者傾向於最後才決定代碼所屬組件，以延後設計決策並掌控依賴關係。本實驗中我們稍後會將 SimpleStack 移至主專案。

3. 回到測試，添加斷言 Assert.IsTrue(theStack.IsEmpty);。再次觸發智能標記為 IsEmpty 生成屬性存根。



4. 修改 SimpleStack 中的 IsEmpty 為唯讀屬性並直接回傳 true（最簡實作）。
5. 使用 Quick Search（Ctrl+,）快速跳回測試方法，重新執行測試 — 應顯示綠燈通過。

任務 4：添加更多測試驅動功能

1. 新增測試 ThenShouldBeAbleToPushAnItemOntoTheStack，呼叫尚不存在的 Push 方法。
2. 透過智能標記生成 Push 方法存根，執行測試確認失敗（紅燈）。



3. 將 Push 方法本體清空（移除 NotImplementedException），測試即轉綠。雖然此時 Push 無實際作用，但符合「最簡實作」原則。
4. 使用 Quick Search（輸入大寫字母 TSBA）快速定位測試方法。

練習 2：重構！

任務 1：從通過測試轉向構建功能

1. 開啟方案檔 SimpleDataStructures.sln（位於 %TrainingKitInstallFolder%\Labs\TestDrivenDevelopment\Source\Ex02-Refactor\begin\）。
2. 修改測試 ThenShouldBeAbleToPushAnItemOntoTheStack，加入斷言 Assert.IsFalse(theStack.IsEmpty); 驗證推入元素後堆疊不為空。執行測試 — 失敗，因 IsEmpty 仍固定回傳 true。
3. 重構 SimpleStack：引入 ArrayList _items 儲存狀態，IsEmpty 檢查 _items.Count == 0，Push 將元素加入列表。別忘記初始化 _items（建構函式中 new ArrayList()），並透過智能標記匯入 System.Collections。



4. 測試通過。但目前 Push 存入的是常數 0，需進一步完善。



5. 新增測試 ThenShouldBeAbleToPushAndPopAnItemFromTheStack，驗證推入後彈出的元素正確。智能標記生成 Pop 方法存根（VS 自動推斷回傳型別為 int）。



6. 實作 Pop 從列表取出並移除首個元素，修正 Push 存入實際參數值。三個測試全數通過。

任務 2：重組代碼結構

1. 在方案總管中將 SimpleStack.cs 從測試專案剪下，貼上至主專案 SimpleDataStructures。



2. 修改命名空間為 SimpleDataStructures，將類別與 Push、Pop 方法改為 public。
3. 在測試專案中加入對主專案的參考。



4. 重新執行所有測試 — 全部通過。

總結

本實驗展示了 Visual Studio 2010 針對 TDD 工作流的多項 IDE 增強：智能標記自動生成存根、Quick Search 极速導航、測試執行器整合等。這些工具讓開發者能專注於「紅-綠-重構」節奏，以最簡代碼滿足測試，進而構建緊湊、高品質的軟體。若您初接觸 TDD，期望此實驗能為您打開一扇通往敏捷開發實踐的大門。