C# 中的变异测试工具-猿码集

1. 什么是变异测试？

变异测试（Mutation Testing）是一种软件测试技术，它通过对已有测试用例的修改来产生一系列变异体，然后再通过运行这些变异体来验证所编写的软件系统是否具有一定程度的鲁棒性和健壮性，从而提高测试用例的质量和有效性。

1.1 变异体的产生方式

变异体（Mutant）是通过对程序源代码或其它测试对象进行人工制造错误或缺陷来产生的。常见的变异体有逻辑操作符的替换、条件语句的改变、算术运算符的修改等。

1.2 变异测试的意义

变异测试可以帮助测试人员发现潜在的程序错误、改善测试用例的鲁棒性和健壮性、提高代码的质量和可靠性。与传统的黑盒测试相比，变异测试更侧重于对程序内部结构的检测和评估。

但是，变异测试的缺点是需要大量的时间和人力成本，并且不能覆盖所有可能的错误情况，因此在工程实践中应当结合其它测试技术进行使用。

2. C# 中的变异测试工具

在 C# 中进行变异测试需要使用相应的变异测试工具。下面介绍两个常用的 C# 变异测试工具：PITest 和 Stryker.NET。

2.1 PITest

PITest 是一款专门用于 Java 程序的变异测试工具，但是它也可以用于 C# 程序的变异测试。PITest 的原理是通过对 Java 或 C# 程序的字节码进行修改，产生变异体，并运行测试用例以评估程序的鲁棒性和健壮性。


// PITest 的 C# 示例代码
public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
}

2.2 Stryker.NET

Stryker.NET 是一款专门用于 .NET 框架程序的变异测试工具。与 PITest 不同，Stryker.NET 不需要修改字节码，而是直接对源代码进行修改生成变异体。它支持 C# 和 F# 两种语言，并具有良好的可定制性和易用性。


// Stryker.NET 的 C# 示例代码
public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b)
    {
        return a - b;
    }
}

3. C# 中的变异测试实践

下面将以 Stryker.NET 为例，介绍如何在 C# 中进行变异测试的实际操作步骤。

3.1 安装 Stryker.NET

可以通过 NuGet 包管理器来安装 Stryker.NET：

Install-Package StrykerMutator -Version 1.3.0

3.2 配置 Stryker.NET

在项目的根目录下创建一个名为 stryker-config.json 的文件，配置 Stryker.NET 的参数和选项，例如：


{
  "ignoreMethods": [
    "Calculator.Add"
  ]
}

3.3 运行 Stryker.NET

通过 PowerShell 命令行或 Visual Studio 的“自定义命令”来启动 Stryker.NET：


PS> dotnet stryker

3.4 查看 Stryker.NET 的测试结果

Stryker.NET 会将变异测试的结果输出到控制台或 HTML 报告中。其中，绿色表示测试用例能够通过变异体的测试，红色表示测试用例无法通过变异体的测试，黑色表示未执行的变异体。


Stryker.NET report:
 +-----------------------+-------+------+------+------+------+------+------+-------+---------+
 | File                  |   %   |  #   |  #M   |  #C   |  #S   |  #E   |  #U   |   #I  |  Mutation Score |
 +-----------------------+-------+------+------+------+------+------+------+-------+---------+
 |  ./Calculator.cs      |  42.5 |   40 |   68 |    4 |   10 |   54 |    0 |    19 |         49.88 |
 +-----------------------+-------+------+------+------+------+------+------+-------+---------+
 |  Total                |  42.5 |   40 |   68 |    4 |   10 |   54 |    0 |    19 |         49.88 |
 +-----------------------+-------+------+------+------+------+------+------+-------+---------+

4. 总结

变异测试是一种提高测试用例质量和有效性的有效的软件测试技术。在 C# 中进行变异测试需要使用相应的变异测试工具，例如 Stryker.NET。通过对变异体的执行和测试结果分析，可以发现程序中潜在的错误，提高代码的质量和可靠性。但是，变异测试也存在一些缺点和限制，需要结合其它测试技术共同使用。

C# 中的变异测试工具