C#テストパターン
xUnit、FluentAssertions、最新のテストプラクティスを使用した.NETアプリケーションの包括的なテストパターン。
起動条件
- C#コードの新しいテストを書く場合
- テスト品質とカバレッジのレビュー
- .NETプロジェクトのテストインフラストラクチャの設定
- フレーキーまたは遅いテストのデバッグ
テストフレームワークスタック
| ツール | 目的 |
|---|---|
| xUnit | テストフレームワーク（.NETに推奨） |
| FluentAssertions | 読みやすいアサーション構文 |
| NSubstituteまたはMoq | 依存関係のモッキング |
| Testcontainers | 統合テストでの実際のインフラ |
| WebApplicationFactory | ASP.NET Core統合テスト |
| Bogus | 現実的なテストデータ生成 |
ユニットテスト構造
Arrange-Act-Assert
csharp
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"); }}Theoryによるパラメータ化テスト
csharp
[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" },};NSubstituteによるモッキング
csharp
[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 — リポジトリが呼び出されたことを検証 await _repository.Received(1).AddAsync( Arg.Is<Order>(o => o.CustomerId == request.CustomerId), Arg.Any<CancellationToken>());}ASP.NET Core統合テスト
WebApplicationFactoryのセットアップ
csharp
public sealed class OrderApiTests : IClassFixture<WebApplicationFactory<Program>>{ private readonly HttpClient _client;
public OrderApiTests(WebApplicationFactory<Program> factory) { _client = factory.WithWebHostBuilder(builder => { builder.ConfigureServices(services => { // テスト用にインメモリDBで実際のDBを置き換え 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(); }}Testcontainersによるテスト
csharp
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); }}テスト組織
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テストデータビルダー
csharp
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);}
// テストでの使用var order = new OrderBuilder() .WithCustomer("cust-vip") .WithItem("SKU-PREMIUM", 3, 99.99m) .Build();よくあるアンチパターン
| アンチパターン | 修正方法 |
|---|---|
| 実装の詳細をテストする | 動作と結果をテストする |
| 共有の可変テスト状態 | テストごとに新しいインスタンス（xUnitはコンストラクタでこれを行う） |
非同期テストでのThread.Sleep | タイムアウトまたはポーリングヘルパーを使用したTask.Delay |
ToString()出力のアサーション | 型付きプロパティのアサーション |
| テストごとに1つの巨大なアサーション | テストごとに1つの論理的なアサーション |
| 実装を記述するテスト名 | 動作で命名: Method_ExpectedResult_WhenCondition |
CancellationTokenを無視する | 常に渡してキャンセルを確認する |
テストの実行
bash
# すべてのテストを実行dotnet test
# カバレッジを付けて実行dotnet test --collect:"XPlat Code Coverage"
# 特定のプロジェクトを実行dotnet test tests/MyApp.UnitTests/
# テスト名でフィルタリングdotnet test --filter "FullyQualifiedName~OrderService"
# 開発中のウォッチモードdotnet watch test --project tests/MyApp.UnitTests/
