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Patrones de Pruebas en C#

Patrones de pruebas exhaustivos para aplicaciones .NET usando xUnit, FluentAssertions y prácticas modernas de testing.

Cuándo Activar

• Escribir nuevas pruebas para código C#
• Revisar calidad y cobertura de pruebas
• Configurar infraestructura de pruebas para proyectos .NET
• Depurar pruebas lentas o intermitentes

Pila del Marco de Pruebas

Herramienta	Propósito
xUnit	Marco de pruebas (preferido para .NET)
FluentAssertions	Sintaxis de aserciones legible
NSubstitute o Moq	Mocking de dependencias
Testcontainers	Infraestructura real en pruebas de integración
WebApplicationFactory	Pruebas de integración de ASP.NET Core
Bogus	Generación realista de datos de prueba

Estructura de Pruebas Unitarias

Arrange-Act-Assert

public sealed class OrderServiceTests
{
    private readonly IOrderRepository _repository = Substitute.For<IOrderRepository>();
    private readonly ILogger<OrderService> _logger = Substitute.For<ILogger<OrderService>>();
    private readonly OrderService _sut;

    public OrderServiceTests()
    {
        _sut = new OrderService(_repository, _logger);
    }

    [Fact]
    public async Task PlaceOrderAsync_ReturnsSuccess_WhenRequestIsValid()
    {
        // Arrange
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-123",
            Items = [new OrderItem("SKU-001", 2, 29.99m)]
        };

        // Act
        var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

        // Assert
        result.IsSuccess.Should().BeTrue();
        result.Value.Should().NotBeNull();
        result.Value!.CustomerId.Should().Be("cust-123");
    }

    [Fact]
    public async Task PlaceOrderAsync_ReturnsFailure_WhenNoItems()
    {
        // Arrange
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-123",
            Items = []
        };

        // Act
        var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

        // Assert
        result.IsSuccess.Should().BeFalse();
        result.Error.Should().Contain("at least one item");
    }
}

Pruebas Parametrizadas con Theory

[Theory]
[InlineData("", false)]
[InlineData("a", false)]
[InlineData("[email protected]", false)]
[InlineData("[email protected]", true)]
[InlineData("[email protected]", true)]
public void IsValidEmail_ReturnsExpected(string email, bool expected)
{
    EmailValidator.IsValid(email).Should().Be(expected);
}

[Theory]
[MemberData(nameof(InvalidOrderCases))]
public async Task PlaceOrderAsync_RejectsInvalidOrders(CreateOrderRequest request, string expectedError)
{
    var result = await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

    result.IsSuccess.Should().BeFalse();
    result.Error.Should().Contain(expectedError);
}

public static TheoryData<CreateOrderRequest, string> InvalidOrderCases => new()
{
    { new() { CustomerId = "", Items = [ValidItem()] }, "CustomerId" },
    { new() { CustomerId = "c1", Items = [] }, "at least one item" },
    { new() { CustomerId = "c1", Items = [new("", 1, 10m)] }, "SKU" },
};

Mocking con NSubstitute

[Fact]
public async Task GetOrderAsync_ReturnsNull_WhenNotFound()
{
    // Arrange
    var orderId = Guid.NewGuid();
    _repository.FindByIdAsync(orderId, Arg.Any<CancellationToken>())
        .Returns((Order?)null);

    // Act
    var result = await _sut.GetOrderAsync(orderId, CancellationToken.None);

    // Assert
    result.Should().BeNull();
}

[Fact]
public async Task PlaceOrderAsync_PersistsOrder()
{
    // Arrange
    var request = ValidOrderRequest();

    // Act
    await _sut.PlaceOrderAsync(request, CancellationToken.None);

    // Assert — verificar que el repositorio fue llamado
    await _repository.Received(1).AddAsync(
        Arg.Is<Order>(o => o.CustomerId == request.CustomerId),
        Arg.Any<CancellationToken>());
}

Pruebas de Integración de ASP.NET Core

Configuración de WebApplicationFactory

public sealed class OrderApiTests : IClassFixture<WebApplicationFactory<Program>>
{
    private readonly HttpClient _client;

    public OrderApiTests(WebApplicationFactory<Program> factory)
    {
        _client = factory.WithWebHostBuilder(builder =>
        {
            builder.ConfigureServices(services =>
            {
                // Reemplazar BD real con en memoria para pruebas
                services.RemoveAll<DbContextOptions<AppDbContext>>();
                services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
                    options.UseInMemoryDatabase("TestDb"));
            });
        }).CreateClient();
    }

    [Fact]
    public async Task GetOrder_Returns404_WhenNotFound()
    {
        var response = await _client.GetAsync($"/api/orders/{Guid.NewGuid()}");

        response.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.NotFound);
    }

    [Fact]
    public async Task CreateOrder_Returns201_WithValidRequest()
    {
        var request = new CreateOrderRequest
        {
            CustomerId = "cust-1",
            Items = [new("SKU-001", 1, 19.99m)]
        };

        var response = await _client.PostAsJsonAsync("/api/orders", request);

        response.StatusCode.Should().Be(HttpStatusCode.Created);
        response.Headers.Location.Should().NotBeNull();
    }
}

Pruebas con Testcontainers

public sealed class PostgresOrderRepositoryTests : IAsyncLifetime
{
    private readonly PostgreSqlContainer _postgres = new PostgreSqlBuilder()
        .WithImage("postgres:16-alpine")
        .Build();

    private AppDbContext _db = null!;

    public async Task InitializeAsync()
    {
        await _postgres.StartAsync();
        var options = new DbContextOptionsBuilder<AppDbContext>()
            .UseNpgsql(_postgres.GetConnectionString())
            .Options;
        _db = new AppDbContext(options);
        await _db.Database.MigrateAsync();
    }

    public async Task DisposeAsync()
    {
        await _db.DisposeAsync();
        await _postgres.DisposeAsync();
    }

    [Fact]
    public async Task AddAsync_PersistsOrder()
    {
        var repo = new SqlOrderRepository(_db);
        var order = Order.Create("cust-1", [new OrderItem("SKU-001", 2, 10m)]);

        await repo.AddAsync(order, CancellationToken.None);

        var found = await repo.FindByIdAsync(order.Id, CancellationToken.None);
        found.Should().NotBeNull();
        found!.Items.Should().HaveCount(1);
    }
}

Organización de Pruebas

tests/
  MyApp.UnitTests/
    Services/
      OrderServiceTests.cs
      PaymentServiceTests.cs
    Validators/
      EmailValidatorTests.cs
  MyApp.IntegrationTests/
    Api/
      OrderApiTests.cs
    Repositories/
      OrderRepositoryTests.cs
  MyApp.TestHelpers/
    Builders/
      OrderBuilder.cs
    Fixtures/
      DatabaseFixture.cs

Builders de Datos de Prueba

public sealed class OrderBuilder
{
    private string _customerId = "cust-default";
    private readonly List<OrderItem> _items = [new("SKU-001", 1, 10m)];

    public OrderBuilder WithCustomer(string customerId)
    {
        _customerId = customerId;
        return this;
    }

    public OrderBuilder WithItem(string sku, int quantity, decimal price)
    {
        _items.Add(new OrderItem(sku, quantity, price));
        return this;
    }

    public Order Build() => Order.Create(_customerId, _items);
}

// Uso en pruebas
var order = new OrderBuilder()
    .WithCustomer("cust-vip")
    .WithItem("SKU-PREMIUM", 3, 99.99m)
    .Build();

Anti-Patrones Comunes

Anti-Patrón	Solución
Probar detalles de implementación	Probar comportamiento y resultados
Estado mutable compartido entre pruebas	Instancia fresca por prueba (xUnit lo hace mediante constructores)
Thread.Sleep en pruebas asíncronas	Usar Task.Delay con tiempo de espera, o ayudantes de sondeo
Afirmar sobre salida de ToString()	Afirmar sobre propiedades tipadas
Una aserción gigante por prueba	Una aserción lógica por prueba
Nombres de prueba que describen implementación	Nombrar por comportamiento: Method_ExpectedResult_WhenCondition
Ignorar CancellationToken	Siempre pasar y verificar cancelación

Ejecución de Pruebas

# Ejecutar todas las pruebas
dotnet test

# Ejecutar con cobertura
dotnet test --collect:"XPlat Code Coverage"

# Ejecutar proyecto específico
dotnet test tests/MyApp.UnitTests/

# Filtrar por nombre de prueba
dotnet test --filter "FullyQualifiedName~OrderService"

# Modo vigilancia durante el desarrollo
dotnet watch test --project tests/MyApp.UnitTests/