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単体テストとは?目的や観点についてわかりやすく解説

単体テストとは?目的や観点についてわかりやすく解説

作成したプログラムは品質を担保するためにテスト工程で各種検証を行い、欠陥(バグ)の洗い出しと改修を行うことで完成に至ります。

そのためシステムを作る以上、テストの知識とスキルは必要不可欠とも言えるでしょう。

ハニ太郎
ハニ太郎
ソフトウェアテストの知識とスキルはエンジニアにとって必要不可欠だよ♪

本記事ではそんなソフトウェアテストの中でも重要な役割を担っている単体テスト(もしくはユニットテスト)について解説いたします。

対象読者
  • 単体テストの目的や意義を知りたい方
  • 単体テストの利点・課題を知りたい方
  • 単体テストの手法と観点を知りたい方

本記事を最後まで読んでいただければ単体テストのイロハについて理解できるはずです。

単体テストとは?

単体テスト”とは、モジュール単位でプログラムが正しく動作するか検証するテストです。

単体テストはソフトウェアテストの中でも早い段階で開発者によって実施されることが多いのが特徴的で、その後のテストの良し悪しを左右する重要な役割を担っております。

単体テスト

基本的な考え方として、手軽にテストを作って実行できる単体テストフェーズで面倒な仕事の大部分は終えておくようにしましょう。

ハニ太郎
ハニ太郎
単体テストをしっかり実施すれば後のテストフェーズの負担が減るよ♪

単体テストの目的

単体テストの目的はモジュール単位で「壊れる可能性のあるものはすべてテスト」し、バグを取り除くことになります。

ここで言う”すべて”は「妥当と思える範囲はできるだけテストするが、本当にすべてのテストはできないことを意識しておく」という意味です。

ハニ太郎
ハニ太郎
妥当と思える範囲内はできるだけテストを実施するようにしよう♪

繰り返しになりますが、単体テストでできるだけ多くのバグを取り除いておくことがとにかく重要なので、単体テストフェーズをおざなりにするのだけは絶対に止しましょう。

結合テスト以降で発生する不具合のほとんどは単体テストの不備に起因すると言っても過言ではないので単体テストは超重要! 

単体テストの利点

まずはじめに、単体テストはモジュール単位で実施されるテストなので、問題の原因特定が容易に行えるという利点が挙げられます。

単体テストの利点

また、開発者によってコーディング前後にテストケースが作成されるため、妥当性の高い検証が行えるのも単体テストの利点と言えるでしょう。

単体テストは原因の特定が容易かつ妥当性の高い検証を行うことができる。 

単体テストの課題

そうは言っても単体テストにも課題はもちろんあり、以下のようなものが挙げられます。

  • テストコードの記述に手間がかかる
  • テストコードを書くのに技術が必要
  • 通常の場合、開発者の負担が増える

正直単体テストを書くのは手間だし時間もかかるということで軽視されるケースもそれなりに見受けられるのが実情です。

そうは言っても品質の高いシステムを開発する上で単体テストは避けては通れない部分なので、しっかり行うことをおすすめします。

単体テストは手間と時間がかかるからといって軽視するのは止めよう。 

単体テストの手法と必要な観点

単体テストでモジュールを検証する手法は大きく以下2種類がございます。

  • ブラックボックステスト
  • ホワイトボックステスト

ブラックボックステスト

ブラックボックステストでは、モジュールの内部構造は意識せず入力に対して適切な出力が仕様通りに得られるかを検証します。

ブラックボックステスト

ブラックボックステストを行うにあたり入力として用いるデータは「何を検証するため」に与えるデータなのか明確にしておくことが重要です。

ブラックボックステストの入力データは何を検証するためのデータか?しっかり明確にしてからテストを行いましょう。

ホワイトボックステスト

ホワイトボックステストではモジュールの内部構造が正しく作られているかを検証します。

ホワイトボックステスト

ホワイトボックステストを行うにあたり「どこまでのテストパターンを網羅するか」を定めた上でテストケースを設計することが重要です。

網羅基準には以下が挙げられます。

  • 命令網羅
  • 分岐網羅
  • 条件網羅
  • 複数条件網羅

本記事では詳細な説明は省きますが、それぞれの網羅基準で必要とされるテストパターンについてはしっかり理解しておきましょう。

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単体テスト終了の判断について

さて・・・ここまで解説してきた単体テストですが「品質は十分高まった」と判断するには何を参考にすれば良いのでしょうか?

そもそも論ですが、コードを書いた時点でバグがあること自体は仕方のないことだと理解しておくことがまずは重要です。

ハニ太郎
ハニ太郎
バグが100%存在しないシステムなんて基本的には考えられないよ♪

そこで用いられるのが「バグ管理図」という横軸にテスト項目消化件数、縦軸に累計バグ件数を表したものになります。

バグ管理図

一般的に適正なテストが実施され品質が高まっていれば上図の曲線のような形状に。

バグ管理図を見て、バグが収束できていなかったり、当初の品質が悪すぎる場合はシステムの品質を疑わなければいけません。 

単体テスト【まとめ】

本記事のまとめ
  • 単体テストとはモジュール単位でプログラムが正しく動作するか検証するテストで、通常開発者によって早い段階で行われる。
  • 単体テストはモジュール単位でのテストであるため、原因の特定が容易かつ妥当性の高い検証を行うことができる。
  • ただし、テストコードを書くのに時間や手間がかかるため開発者の負担が増える。
  • 単体テストの手法としてブラックテストとホワイトボックステストが存在する。
  • バグ管理図を用いて単体テストによる品質向上の効果を観測する。

本記事を読んで単体テストの概要と重要性について理解していただけたのなら幸いです。

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