在F#与FsUnit中使用should equal比较序列时的异常问题

我使用FsUnit.Xunit编写测试时遇到了异常：明明预期和实际的序列元素看起来一致，测试却始终失败。

测试代码：

[<Fact>]
let ``Initialization of DFF`` () =
    dff Seq.empty Seq.empty |> should equal (seq {Zero})

测试失败信息：

Message: 
FsUnit.Xunit+MatchException : Exception of type 'FsUnit.Xunit+MatchException' was thrown.
Expected: Equals seq [Zero]
Actual: seq [Zero]

Stack Trace: 
That.Static[a](a actual, IMatcher`1 matcher)
Signal.Initialization of DFF() line 11

将预期值改为Seq.singleton Zero后，错误依旧。但如果把序列转为列表再做比较，测试就能正常通过。我希望不转换类型就能完成序列相等性验证，想知道问题出在哪。

可复现的完整源代码：

type Bit =
    | Zero
    | One

type Signal = seq<Bit>

let Nand a b =
    match a, b with
    | Zero, Zero -> One
    | Zero, One  -> One
    | One,  Zero -> One
    | One,  One  -> Zero

let Not input =
    Nand input input

let And a b =
    Not (Nand a b)

let Or a b =
    Nand (Not a) (Not b)

let private liftToSignal1 op (signal: Signal) : Signal =
    Seq.map op signal

let private liftToSignal2 op (signalA: Signal) (signalB: Signal) : Signal =
    Seq.map2 op signalA signalB

let Not' = liftToSignal1 Not

let And' = liftToSignal2 And

let Or' = liftToSignal2 Or

let rec dff data clock : Signal =
    seq {
        yield Zero
        yield! Or' (And' data clock)
                        (And' (dff data clock) (Not' clock))
    }

问题根源 #

FsUnit的should equal断言依赖对象的默认相等性规则。对于seq<'T>（即.NET的IEnumerable<T>）来说，默认的Equals实现是引用相等判定——只要两个序列是不同的实例，哪怕它们包含的元素完全一致，也会被判定为不相等。

你的测试中，dff返回的是一个全新的序列实例，而seq {Zero}/Seq.singleton Zero是另一个独立实例，所以equal断言会失败，哪怕元素看起来完全一致。

而转成列表后测试能通过，是因为F#的List<'T>类型重写了Equals方法，实现的是值相等判定——会逐个遍历元素对比内容，而非比较对象引用。

解决办法 #

使用FsUnit专门为序列相等性提供的equalSeq断言，它会自动遍历两个序列的所有元素，逐个验证内容是否一致：

修改后的测试代码：

[<Fact>]
let ``Initialization of DFF`` () =
    dff Seq.empty Seq.empty |> should equalSeq (seq {Zero})

这样无需转换类型，就能直接完成序列的内容相等性验证。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bmitc