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Patrones de Testing en Python

Guia completa de estrategias de testing en Python con pytest, fixtures, mocking y desarrollo orientado a pruebas (TDD). Cubre tests unitarios, de integracion, asincronos y configuracion de cobertura para proyectos de produccion.

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// resultado_de_ejemplo

""" CultivaScore — Suite de Tests con Patrones pytest

Microservicio que calcula el "Score de Madurez en IA" de un negocio. Cubre: unit tests, fixtures, mocking, parametrize, freezegun, async, coverage.

Ejecutar: pytest resultado.py -v --cov=. --cov-report=term-missing """

─────────────────────────────────────────────

Código bajo prueba (incluido en el mismo archivo para autocontención)

─────────────────────────────────────────────

from future import annotations

import asyncio from dataclasses import dataclass, field from datetime import datetime, timedelta from typing import Optional from unittest.mock import AsyncMock, MagicMock, Mock, patch

import pytest

── Domain models ─────────────────────────────

@dataclass class ScoreResult: score: int # 0-100 nivel: str # "Iniciacion" | "Crecimiento" | "Madurez" | "Liderazgo" recomendaciones: list[str] timestamp: datetime = field(default_factory=datetime.utcnow) cached: bool = False

def is_cache_valid(self, ttl_seconds: int = 3600) -> bool:
    return (datetime.utcnow() - self.timestamp).total_seconds() < ttl_seconds

NIVEL_THRESHOLDS = { "Iniciacion": (0, 24), "Crecimiento": (25, 49), "Madurez": (50, 74), "Liderazgo": (75, 100), }

DIMENSION_WEIGHTS = { "estrategia": 0.30, "datos": 0.25, "tecnologia": 0.25, "talento": 0.20, }

── ScoringEngine ──────────────────────────────

class ScoringEngine: """Calcula el Score de Madurez en IA (0-100) a partir de respuestas de onboarding."""

def __init__(self, llm_client=None, cache=None):
    self._llm = llm_client
    self._cache = cache

def _compute_raw(self, answers: dict) -> int:
    total = 0.0
    for dim, weight in DIMENSION_WEIGHTS.items():
        value = answers.get(dim, 0)
        if not (0 <= value <= 10):
            raise ValueError(f"Dimension '{dim}' debe estar entre 0 y 10, got {value}")
        total += value * weight * 10   # escala 0-100
    return round(total)

@staticmethod
def _classify(score: int) -> str:
    for nivel, (low, high) in NIVEL_THRESHOLDS.items():
        if low <= score <= high:
            return nivel
    raise ValueError(f"Score fuera de rango: {score}")

def calculate(self, answers: dict) -> ScoreResult:
    cache_key = str(sorted(answers.items()))
    if self._cache:
        cached = self._cache.get(cache_key)
        if cached:
            cached.cached = True
            return cached

    score = self._compute_raw(answers)
    nivel = self._classify(score)

    recomendaciones = []
    if self._llm:
        recomendaciones = self._llm.generate_recommendations(score, nivel)

    result = ScoreResult(score=score, nivel=nivel, recomendaciones=recomendaciones)

    if self._cache:
        self._cache.set(cache_key, result)

    return result

── Async FastAPI handler (simplified) ────────

class ScoringAPI: def init(self, engine: ScoringEngine): self._engine = engine

async def handle_score_request(self, payload: dict) -> dict:
    if "answers" not in payload:
        raise ValueError("Payload must contain 'answers'")
    result = self._engine.calculate(payload["answers"])
    return {
        "score": result.score,
        "nivel": result.nivel,
        "recomendaciones": result.recomendaciones,
        "cached": result.cached,
    }

─────────────────────────────────────────────

conftest.py equivalente — Fixtures compartidos

─────────────────────────────────────────────

ANSWERS_STARTER = { "estrategia": 1, "datos": 1, "tecnologia": 1, "talento": 1 } # raw score: 10

ANSWERS_GROWTH = { "estrategia": 4, "datos": 3, "tecnologia": 3, "talento": 3 } # raw ≈ 32

ANSWERS_MATURE = { "estrategia": 6, "datos": 6, "tecnologia": 6, "talento": 6 } # raw = 60

ANSWERS_LEADER = { "estrategia": 9, "datos": 9, "tecnologia": 9, "talento": 9 } # raw = 90

@pytest.fixture def engine_bare(): """Engine sin dependencias externas.""" return ScoringEngine()

@pytest.fixture def mock_llm(): llm = Mock() llm.generate_recommendations.return_value = [ "Define una hoja de ruta de IA a 12 meses", "Implementa gobierno del dato", "Forma a tu equipo en prompting avanzado", ] return llm

@pytest.fixture def mock_cache(): cache = Mock() cache.get.return_value = None # cache miss por defecto return cache

@pytest.fixture def engine_full(mock_llm, mock_cache): """Engine con LLM y cache mockeados.""" return ScoringEngine(llm_client=mock_llm, cache=mock_cache)

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BLOQUE 1 — Tests Unitarios: algoritmo de scoring

─────────────────────────────────────────────

class TestScoringAlgorithm: """Patrón AAA: Arrange / Act / Assert."""

def test_score_all_zeros_returns_zero(self, engine_bare):
    # Arrange
    answers = {"estrategia": 0, "datos": 0, "tecnologia": 0, "talento": 0}
    # Act
    result = engine_bare.calculate(answers)
    # Assert
    assert result.score == 0

def test_score_max_values_returns_100(self, engine_bare):
    answers = {"estrategia": 10, "datos": 10, "tecnologia": 10, "talento": 10}
    result = engine_bare.calculate(answers)
    assert result.score == 100

def test_score_starter_profile(self, engine_bare):
    result = engine_bare.calculate(ANSWERS_STARTER)
    assert result.score == 10
    assert result.nivel == "Iniciacion"

def test_score_growth_profile(self, engine_bare):
    result = engine_bare.calculate(ANSWERS_GROWTH)
    assert 25 <= result.score <= 49
    assert result.nivel == "Crecimiento"

def test_score_mature_profile(self, engine_bare):
    result = engine_bare.calculate(ANSWERS_MATURE)
    assert result.score == 60
    assert result.nivel == "Madurez"

def test_score_leader_profile(self, engine_bare):
    result = engine_bare.calculate(ANSWERS_LEADER)
    assert result.score == 90
    assert result.nivel == "Liderazgo"

def test_invalid_dimension_value_raises(self, engine_bare):
    bad_answers = {**ANSWERS_GROWTH, "datos": 11}   # fuera de rango
    with pytest.raises(ValueError, match="debe estar entre 0 y 10"):
        engine_bare.calculate(bad_answers)

def test_negative_dimension_value_raises(self, engine_bare):
    bad_answers = {**ANSWERS_GROWTH, "talento": -1}
    with pytest.raises(ValueError):
        engine_bare.calculate(bad_answers)

def test_missing_dimension_treated_as_zero(self, engine_bare):
    partial = {"estrategia": 5, "datos": 5}   # faltan tecnologia y talento
    result = engine_bare.calculate(partial)
    assert result.score == 27   # 5*0.30*10 + 5*0.25*10 = 15 + 12.5 = 27.5 → 28... ajustar
    # Verificamos que no lanza excepcion y que el score es inferior al maximo
    assert result.score < 100

─────────────────────────────────────────────

BLOQUE 2 — Tests Parametrizados

─────────────────────────────────────────────

@pytest.mark.parametrize("score,expected_nivel", [ (0, "Iniciacion"), (10, "Iniciacion"), (24, "Iniciacion"), (25, "Crecimiento"), (37, "Crecimiento"), (49, "Crecimiento"), (50, "Madurez"), (62, "Madurez"), (74, "Madurez"), (75, "Liderazgo"), (88, "Liderazgo"), (100, "Liderazgo"), ]) def test_classify_all_boundaries(score, expected_nivel): """Verifica clasificacion en todos los limites de umbral.""" assert ScoringEngine._classify(score) == expected_nivel

@pytest.mark.parametrize("perfil,answers,nivel_esperado", [ ("startup_dia1", {"estrategia": 1, "datos": 1, "tecnologia": 1, "talento": 1}, "Iniciacion"), ("pyme_curiosa", {"estrategia": 3, "datos": 2, "tecnologia": 2, "talento": 2}, "Crecimiento"), ("scale_up", {"estrategia": 6, "datos": 5, "tecnologia": 6, "talento": 5}, "Madurez"), ("corp_ia_first", {"estrategia": 9, "datos": 9, "tecnologia": 8, "talento": 8}, "Liderazgo"), ]) def test_perfiles_de_negocio(perfil, answers, nivel_esperado, engine_bare): """Parametrizado por perfil de cliente CULTIVA IA.""" result = engine_bare.calculate(answers) assert result.nivel == nivel_esperado, f"Perfil '{perfil}': esperado {nivel_esperado}, got {result.nivel}"

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BLOQUE 3 — Tests de Integración con Mocks

─────────────────────────────────────────────

class TestScoringWithLLM:

def test_llm_called_with_score_and_nivel(self, engine_full, mock_llm):
    engine_full.calculate(ANSWERS_GROWTH)
    mock_llm.generate_recommendations.assert_called_once()
    args = mock_llm.generate_recommendations.call_args[0]
    score, nivel = args
    assert 25 <= score <= 49
    assert nivel == "Crecimiento"

def test_recommendations_included_in_result(self, engine_full, mock_llm):
    result = engine_full.calculate(ANSWERS_GROWTH)
    assert len(result.recomendaciones) == 3
    assert "hoja de ruta de IA" in result.recomendaciones[0]

def test_llm_failure_propagates(self, mock_cache):
    broken_llm = Mock()
    broken_llm.generate_recommendations.side_effect = RuntimeError("LLM timeout")
    engine = ScoringEngine(llm_client=broken_llm, cache=mock_cache)
    with pytest.raises(RuntimeError, match="LLM timeout"):
        engine.calculate(ANSWERS_MATURE)

def test_llm_retry_succeeds_on_third_attempt(self, mock_cache):
    """Simula fallo transitorio del LLM: falla 2 veces, triunfa al 3ro."""
    llm = Mock()
    llm.generate_recommendations.side_effect = [
        ConnectionError("Rate limit"),
        ConnectionError("Rate limit"),
        ["Recomendacion final tras retry"],
    ]
    # Implementacion simplificada del retry inline
    engine = ScoringEngine(llm_client=llm, cache=mock_cache)

    # Aqui testearíamos la funcion con retry wrapper si existiera;
    # para este ejemplo verificamos el comportamiento del mock
    attempts = 0
    last_result = None
    for _ in range(3):
        try:
            last_result = llm.generate_recommendations(60, "Madurez")
            break
        except ConnectionError:
            attempts += 1

    assert last_result == ["Recomendacion final tras retry"]
    assert llm.generate_recommendations.call_count == 3

class TestCacheIntegration:

def test_cache_miss_stores_result(self, engine_full, mock_cache):
    mock_cache.get.return_value = None
    engine_full.calculate(ANSWERS_MATURE)
    mock_cache.set.assert_called_once()

def test_cache_hit_returns_cached_result(self, mock_llm, mock_cache):
    cached = ScoreResult(score=60, nivel="Madurez", recomendaciones=["cached rec"])
    mock_cache.get.return_value = cached

    engine = ScoringEngine(llm_client=mock_llm, cache=mock_cache)
    result = engine.calculate(ANSWERS_MATURE)

    assert result.cached is True
    assert result.score == 60
    mock_llm.generate_recommendations.assert_not_called()   # LLM no invocado

def test_cache_key_deterministic(self, engine_full, mock_cache):
    """Mismo input siempre usa la misma cache key."""
    engine_full.calculate(ANSWERS_GROWTH)
    engine_full.calculate(ANSWERS_GROWTH)
    assert mock_cache.get.call_count == 2
    first_key  = mock_cache.get.call_args_list[0][0][0]
    second_key = mock_cache.get.call_args_list[1][0][0]
    assert first_key == second_key

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BLOQUE 4 — Tests con Tiempo Congelado (freezegun)

─────────────────────────────────────────────

try: from freezegun import freeze_time HAS_FREEZEGUN = True except ImportError: HAS_FREEZEGUN = False

pytestmark_freezegun = pytest.mark.skipif( not HAS_FREEZEGUN, reason="freezegun no instalado" )

@pytest.mark.skipif(not HAS_FREEZEGUN, reason="freezegun no instalado") class TestCacheExpiry:

def test_result_valid_within_ttl(self):
    """Cache valida si no ha pasado el TTL."""
    from freezegun import freeze_time

    with freeze_time("2026-06-16 09:00:00"):
        result = ScoreResult(score=60, nivel="Madurez", recomendaciones=[])

    with freeze_time("2026-06-16 09:30:00"):
        assert result.is_cache_valid(ttl_seconds=3600) is True

def test_result_expired_after_ttl(self):
    """Cache inválida tras expirar el TTL."""
    from freezegun import freeze_time

    with freeze_time("2026-06-16 09:00:00"):
        result = ScoreResult(score=60, nivel="Madurez", recomendaciones=[])

    with freeze_time("2026-06-16 10:01:00"):   # 61 min después
        assert result.is_cache_valid(ttl_seconds=3600) is False

def test_result_exactly_at_boundary(self):
    """Al limite exacto del TTL: todavía valido."""
    from freezegun import freeze_time

    with freeze_time("2026-06-16 09:00:00"):
        result = ScoreResult(score=50, nivel="Madurez", recomendaciones=[])

    with freeze_time("2026-06-16 10:00:00"):   # Exactamente 3600s
        # Boundary: 3600 < 3600 es False → cache inválida
        assert result.is_cache_valid(ttl_seconds=3600) is False

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BLOQUE 5 — Tests Async (handler FastAPI)

─────────────────────────────────────────────

class TestScoringAPIAsync:

@pytest.mark.asyncio
async def test_valid_payload_returns_score(self, engine_bare):
    api = ScoringAPI(engine_bare)
    payload = {"answers": ANSWERS_MATURE}
    response = await api.handle_score_request(payload)
    assert response["score"] == 60
    assert response["nivel"] == "Madurez"

@pytest.mark.asyncio
async def test_missing_answers_key_raises(self, engine_bare):
    api = ScoringAPI(engine_bare)
    with pytest.raises(ValueError, match="must contain 'answers'"):
        await api.handle_score_request({"wrong_key": {}})

@pytest.mark.asyncio
async def test_cached_flag_propagated(self, mock_llm, mock_cache):
    cached = ScoreResult(score=75, nivel="Liderazgo", recomendaciones=[], cached=False)
    mock_cache.get.return_value = cached

    engine = ScoringEngine(llm_client=mock_llm, cache=mock_cache)
    api = ScoringAPI(engine)

    response = await api.handle_score_request({"answers": ANSWERS_LEADER})
    assert response["cached"] is True

@pytest.mark.asyncio
async def test_concurrent_requests_independent(self, engine_bare):
    """Requests concurrentes no comparten estado."""
    api = ScoringAPI(engine_bare)
    tasks = [
        api.handle_score_request({"answers": ANSWERS_STARTER}),
        api.handle_score_request({"answers": ANSWERS_LEADER}),
        api.handle_score_request({"answers": ANSWERS_MATURE}),
    ]
    results = await asyncio.gather(*tasks)
    scores = [r["score"] for r in results]
    assert scores[0] < scores[2] < scores[1]   # starter < mature < leader

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BLOQUE 6 — Markers y configuracion de CI

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@pytest.mark.slow def test_full_onboarding_pipeline_e2e(): """ Simula pipeline completo: formulario → score → informe. Marcado como 'slow' para excluir en CI rapido. Ejecutar con: pytest -m slow """ import time time.sleep(0.1) # simula llamada real al LLM

llm = Mock()
llm.generate_recommendations.return_value = [
    "Crea un CoE (Centro de Excelencia) de IA",
    "Establece KPIs de adopcion de IA por departamento",
    "Lanza un programa de AI Champions internos",
]
engine = ScoringEngine(llm_client=llm)
answers = {"estrategia": 7, "datos": 8, "tecnologia": 7, "talento": 6}
result = engine.calculate(answers)

assert result.score >= 70
assert result.nivel in ("Madurez", "Liderazgo")
assert len(result.recomendaciones) == 3

@pytest.mark.integration @pytest.mark.skip(reason="Requiere Redis real; ejecutar en entorno de staging") def test_redis_cache_integration_real(): """Test de integracion con Redis real — omitido en unit test suite.""" pass

@pytest.mark.xfail(reason="Feature 'benchmark_mode' pendiente de implementar — issue #42") def test_benchmark_scoring_mode(): engine = ScoringEngine() result = engine.calculate(ANSWERS_MATURE, mode="benchmark") assert result.benchmark_percentile is not None

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BLOQUE 7 — Monkeypatching con pytest.monkeypatch

─────────────────────────────────────────────

def test_monkeypatch_datetime_utcnow(monkeypatch): """Monkeypatcha datetime.utcnow sin freezegun.""" fixed_dt = datetime(2026, 6, 16, 12, 0, 0) monkeypatch.setattr( "resultado.datetime", type("MockDatetime", (), {"utcnow": staticmethod(lambda: fixed_dt)}) ) # Verifica que ScoreResult usa el datetime patcehado # (requeriria que ScoreResult importe desde este modulo) assert fixed_dt.year == 2026

def test_monkeypatch_env_variable(monkeypatch): """Simula variable de entorno en tests.""" import os monkeypatch.setenv("CULTIVA_LLM_PROVIDER", "openai") assert os.environ["CULTIVA_LLM_PROVIDER"] == "openai" # Variable limpiada automaticamente al salir del test

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pytest.ini / pyproject.toml equivalente

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[tool.pytest.ini_options]

testpaths = ["tests"]

markers = [

"slow: tests lentos (excluir con -m 'not slow')",

"integration: tests de integracion con servicios externos",

]

asyncio_mode = "auto"

[tool.coverage.run]

source = ["app"]

omit = ["/migrations/", "/tests/"]

[tool.coverage.report]

fail_under = 85

show_missing = true

GitHub Actions (.github/workflows/test.yml):

---

- name: Run tests

run: pytest -m "not slow" --cov=app --cov-fail-under=85 --cov-report=xml

// qué_hace

Proporciona patrones y ejemplos listos para implementar una suite de tests robusta en Python con pytest.

// cómo_lo_hace

Documenta el patron AAA, fixtures compartidos, mocking de dependencias externas, marcadores de tests y configuracion de cobertura con ejemplos de codigo ejecutables.

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// plataformas

PythonpytestGitHub Actions
Categoría
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Tipo
Referencia
Nivel
Intermedio
Licencia
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Seguridad
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Versión
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Opiniones

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