DI у Windows Forms і тестованість

Впровадження залежностей у Windows Forms

Шаблон Windows Forms App не містить хоста, але його легко додати: пакет Microsoft.Extensions.Hosting і кілька рядків у Program.cs. Форми реєструють як Transient, головну форму отримують із контейнера, а хост запускають до Application.Run і зупиняють після закриття форми (https://learn.microsoft.com/dotnet/desktop/winforms/advanced/how-to-use-host-builder).

Приклад «Список завдань»

Застосунок зберігає завдання в сервісі ITaskStore (реалізація MemoryTaskStore на основі List<string>), назву вікна й ліміт завдань читає з розділу Todo файла appsettings.json у клас TodoOptions з властивостями Title і MaxTasks, а дії записує в журнал. Для appsettings.json у .csproj задано CopyToOutputDirectory = PreserveNewest. Program.cs:

using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;

namespace TodoApp;

internal static class Program
{
    [STAThread]
    private static void Main(string[] args)
    {
        ApplicationConfiguration.Initialize();

        HostApplicationBuilder builder =
            Host.CreateApplicationBuilder(args);
        builder.Services.Configure<TodoOptions>(
            builder.Configuration.GetSection("Todo"));
        builder.Services.AddSingleton<ITaskStore, MemoryTaskStore>();
        builder.Services.AddTransient<MainForm>();

        using IHost host = builder.Build();
        host.Start();
        Application.Run(host.Services.GetRequiredService<MainForm>());
        host.StopAsync().GetAwaiter().GetResult();
    }
}

Головна форма MainForm.cs отримує сервіси через конструктор, як будь-який інший сервіс:

using Microsoft.Extensions.Logging;
using Microsoft.Extensions.Options;

namespace TodoApp;

public class MainForm : Form
{
    private readonly ITaskStore store;
    private readonly TodoOptions options;
    private readonly ILogger<MainForm> logger;
    private readonly TextBox input = new() { Dock = DockStyle.Top };
    private readonly ListBox list = new() { Dock = DockStyle.Fill };

    public MainForm(ITaskStore store, IOptions<TodoOptions> options,
        ILogger<MainForm> logger)
    {
        this.store = store;
        this.options = options.Value;
        this.logger = logger;

        Text = $"{this.options.Title} (max {this.options.MaxTasks})";
        ClientSize = new Size(360, 220);
        var add = new Button
        {
            Text = "Add",
            Dock = DockStyle.Bottom
        };
        add.Click += (s, e) => AddTask(input.Text.Trim());
        AcceptButton = add;
        Controls.AddRange([list, input, add]);
    }

    public void AddTask(string task)
    {
        if (task.Length == 0) return;
        if (store.Tasks.Count >= options.MaxTasks)
        {
            logger.LogWarning("Limit {Max} reached",
                options.MaxTasks);
            MessageBox.Show(this, "Task limit reached.", Text);
            return;
        }
        store.Add(task);
        list.Items.Add(task);
        input.Clear();
        logger.LogInformation("Task {Task} added, total {Count}",
            task, store.Tasks.Count);
    }
}

Розділ Todo задає назву «My Tasks» і ліміт 3, тому заголовок вікна – «My Tasks (max 3)». Після додавання завдання вікно Output Visual Studio (постачальник Debug) показує запис TodoApp.MainForm: Information: Task Write lecture 6 added, total 1 (рис. 6.10).

Дочірні форми також реєструють як Transient, а головна форма отримує в конструкторі IServiceProvider і створює їх викликом services.GetRequiredService<StatsForm>() в операторі using: контейнер не звільняє Transient-об’єкти, отримані з кореневого постачальника, до завершення програми.

Рис. 6.10. Застосунок Windows Forms із хостом і журнал у вікні Output

Тестованість

Головна практична вигода DI – код легко перевіряти. Клас, що отримує всі залежності через конструктор, у модульному тесті створюють без контейнера, передаючи прості замінники:

• фейк (fake) – власна спрощена реалізація інтерфейсу, як FakeSender у першому прикладі;
• NullLogger<T>.Instance – журнал, який нічого не записує;
• Options.Create(new DiscountOptions { Percent = 25 }) – готовий IOptions<T> без конфігурації;
• TimeProvider – абстракція часу (.NET 8+). Код запитує time.GetUtcNow() чи time.GetLocalNow() замість DateTime.Now; у програмі реєструють TimeProvider.System, а в тесті – FakeTimeProvider з пакета Microsoft.Extensions.TimeProvider.Testing, для якого час задають методами SetUtcNow і Advance.

Модульний тест із такими замінниками виконується за мілісекунди і не залежить від годинника комп’ютера; повний проєкт тестів наведено в лабораторній роботі. Якщо new конкретного класу захований усередині методу, замінити його в тесті неможливо, тому потрібна переробка коду.