C# 测试：Unit、Integration、E2E 从入门到精通

引言：为什么需要在 C# 中进行测试？

在现代 C# (.NET) 开发中，代码质量不是奢侈品，而是必需品。测试不仅可以在代码进入生产环境之前捕获错误，还可以作为活文档，并加速重构过程。有三个主要的测试层级构成了“测试金字塔”：Unit（单元测试）、Integration（集成测试）和 E2E（端到端测试）。在本文中，我们将通过真实的 C# 代码示例来逐一解析它们。

1. 单元测试：质量的基础

单元测试在脱离外部依赖（数据库、文件系统、API）的情况下，检查代码的独立片段（方法、类）。在 .NET 生态系统中，有三个流行的框架：xUnit（推荐用于新项目）、NUnit 和 MSTest。

基本原则 (FIRST)

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• Fast — 快速（毫秒级）。
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• Isolated — 隔离（使用 mock）。
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• Repeatable — 可重复。
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• Self-validating — 自我验证（Assert）。
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• Timely — 及时。
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使用 xUnit 和 Moq 的单元测试示例

假设我们有一个用于计算折扣的服务：

public interface IDiscountService\n{\n    decimal CalculateDiscount(decimal price, bool isLoyaltyMember);\n}\n\npublic class DiscountService : IDiscountService\n{\n    public decimal CalculateDiscount(decimal price, bool isLoyaltyMember)\n    {\n        if (isLoyaltyMember) return price * 0.9m; // 10% 折扣\n        return price;\n    }\n}

使用 Moq（用于模拟依赖）和 xUnit 的测试：

using Xunit;\nusing Moq;\n\npublic class DiscountServiceTests\n{\n    [Fact]\n    public void CalculateDiscount_WhenLoyaltyMember_ReturnsDiscountedPrice()\n    {\n        // Arrange\n        var service = new DiscountService();\n        var price = 100m;\n\n        // Act\n        var result = service.CalculateDiscount(price, true);\n\n        // Assert\n        Assert.Equal(90m, result);\n    }\n\n    [Theory]\n    [InlineData(100, false, 100)]\n    [InlineData(200, true, 180)]\n    public void CalculateDiscount_MultipleCases_ReturnsCorrectValues(decimal price, bool isLoyalty, decimal expected)\n    {\n        var service = new DiscountService();\n        var result = service.CalculateDiscount(price, isLoyalty);\n        Assert.Equal(expected, result);\n    }\n}

建议： 使用 [Fact] 属性进行单个测试，使用 [Theory] + [InlineData] 进行参数化测试。

2. 集成测试：检查组件之间的协作

集成测试检查多个模块如何协同工作——例如，控制器、服务和真实数据库（或其替代品，如内存中的 SQLite）。在 ASP.NET Core 中，使用 WebApplicationFactory 来实现这一点。

配置 WebApplicationFactory

创建一个测试类，用于启动测试 Web 主机：

using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Testing;\nusing Microsoft.EntityFrameworkCore;\nusing Microsoft.Extensions.DependencyInjection;\nusing MyApp.Data;\n\npublic class CustomWebApplicationFactory : WebApplicationFactory<Program>\n{\n    protected override void ConfigureWebHost(IWebHostBuilder builder)\n    {\n        builder.ConfigureServices(services =>\n        {\n            // 移除真实的 DbContext\n            var descriptor = services.SingleOrDefault(\n                d => d.ServiceType == typeof(DbContextOptions<AppDbContext>));\n            if (descriptor != null) services.Remove(descriptor);\n\n            // 添加内存数据库\n            services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>\n