テストケース設計技法

ストーリー

「テストを書くとき、なんとなく値を選んでないか？」

松本先輩が問いかけた。

「えっと......適当に100とか200とか入れてます」

「それだとバグを見逃すことがある。テストケース設計には体系的な技法がある。これを使えば、少ないテストケースで多くのバグを見つけられるようになる」

1. 境界値分析（Boundary Value Analysis）

バグは境界値（ちょうどの値やその前後）で発生しやすいという経験則に基づく手法です。

基本的な考え方

仕様: 1〜100 の範囲の数値を受け付ける

境界値:
  ←── 範囲外 ──→ ←──── 範囲内 ────→ ←── 範囲外 ──→
  ... -1  0  │ 1   2  ...  99  100 │ 101  102 ...

テストすべき値:
  0   (範囲外の境界)
  1   (範囲内の境界 - 最小値)
  2   (範囲内の境界 + 1)
  99  (範囲内の境界 - 1)
  100 (範囲内の境界 - 最大値)
  101 (範囲外の境界)

実践例：年齢バリデーション

typescript

// 仕様: 0歳〜150歳を有効とする
function validateAge(age: number): boolean {
  return age >= 0 && age <= 150;
}

// 境界値分析に基づくテスト
describe('validateAge - 境界値分析', () => {
  // 下限の境界
  it('age = -1 は無効', () => expect(validateAge(-1)).toBe(false));
  it('age = 0 は有効', () => expect(validateAge(0)).toBe(true));
  it('age = 1 は有効', () => expect(validateAge(1)).toBe(true));

  // 上限の境界
  it('age = 149 は有効', () => expect(validateAge(149)).toBe(true));
  it('age = 150 は有効', () => expect(validateAge(150)).toBe(true));
  it('age = 151 は無効', () => expect(validateAge(151)).toBe(false));
});

2. 同値分割（Equivalence Partitioning）

入力値を「同じ振る舞いをするグループ（同値クラス）」に分割し、各グループから代表値を選んでテストする手法です。

基本的な考え方

仕様: 成績判定
  90〜100点: A
  70〜89点:  B
  50〜69点:  C
  0〜49点:   D
  それ以外:  エラー

同値クラス:
  [-∞, -1]  → エラー（無効クラス1）
  [0, 49]   → D（有効クラス1）
  [50, 69]  → C（有効クラス2）
  [70, 89]  → B（有効クラス3）
  [90, 100] → A（有効クラス4）
  [101, +∞] → エラー（無効クラス2）

各クラスの代表値: -5, 30, 60, 80, 95, 120

実践例

typescript

function getGrade(score: number): string {
  if (score < 0 || score > 100) throw new Error('Invalid score');
  if (score >= 90) return 'A';
  if (score >= 70) return 'B';
  if (score >= 50) return 'C';
  return 'D';
}

// 同値分割に基づくテスト
describe('getGrade - 同値分割', () => {
  it('負の値はエラー', () => {
    expect(() => getGrade(-5)).toThrow('Invalid score');
  });

  it('0-49点はD', () => expect(getGrade(30)).toBe('D'));
  it('50-69点はC', () => expect(getGrade(60)).toBe('C'));
  it('70-89点はB', () => expect(getGrade(80)).toBe('B'));
  it('90-100点はA', () => expect(getGrade(95)).toBe('A'));

  it('101以上はエラー', () => {
    expect(() => getGrade(120)).toThrow('Invalid score');
  });
});

3. デシジョンテーブル（Decision Table）

複数の条件の組み合わせによって結果が変わる場合に、全パターンを漏れなくテストする手法です。

基本的な考え方

仕様: 送料の計算
  条件1: 会員かどうか
  条件2: 注文金額が5,000円以上か
  条件3: 離島かどうか

デシジョンテーブル:
┌──────────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│ 条件      │ R1 │ R2 │ R3 │ R4 │ R5 │ R6 │ R7 │ R8 │
├──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ 会員      │ Y  │ Y  │ Y  │ Y  │ N  │ N  │ N  │ N  │
│ 5000円以上│ Y  │ Y  │ N  │ N  │ Y  │ Y  │ N  │ N  │
│ 離島      │ Y  │ N  │ Y  │ N  │ Y  │ N  │ Y  │ N  │
├──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ 送料      │500 │ 0  │1000│500 │1000│500 │1500│800 │
└──────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘

実践例

typescript

function calculateShipping(
  isMember: boolean,
  orderAmount: number,
  isRemoteIsland: boolean,
): number {
  const BASE_SHIPPING = 800;
  let shipping = BASE_SHIPPING;

  if (isMember) shipping -= 300;
  if (orderAmount >= 5000) shipping -= 300;
  if (isRemoteIsland) shipping += 500;

  return Math.max(shipping, 0);
}

// デシジョンテーブルに基づくテスト
describe('calculateShipping - デシジョンテーブル', () => {
  it('R1: 会員 + 5000円以上 + 離島 → 500円',  () => {
    expect(calculateShipping(true, 6000, true)).toBe(700);
  });
  it('R2: 会員 + 5000円以上 + 通常 → 0円', () => {
    expect(calculateShipping(true, 6000, false)).toBe(200);
  });
  it('R4: 会員 + 5000円未満 + 通常 → 500円', () => {
    expect(calculateShipping(true, 3000, false)).toBe(500);
  });
  it('R6: 非会員 + 5000円以上 + 通常 → 500円', () => {
    expect(calculateShipping(false, 6000, false)).toBe(500);
  });
  it('R8: 非会員 + 5000円未満 + 通常 → 800円', () => {
    expect(calculateShipping(false, 3000, false)).toBe(800);
  });
  // 全8パターンをテスト
});

技法の使い分け

技法	最適な場面	例
境界値分析	数値の範囲チェック	年齢、金額、数量
同値分割	入力値のグループ化	成績判定、カテゴリ分類
デシジョンテーブル	複数条件の組み合わせ	料金計算、権限制御

組み合わせて使う

実際のテスト設計では、これらの技法を組み合わせて使います。

1. 同値分割で入力のグループを特定
2. 各グループの境界値を分析
3. 条件の組み合わせをデシジョンテーブルで整理
4. テストケースを作成

まとめ

技法	目的	ポイント
境界値分析	境界付近のバグを検出	ちょうどの値、1つ前、1つ後
同値分割	効率的なテストケース選定	各グループの代表値を選ぶ
デシジョンテーブル	条件の組み合わせを網羅	全パターンを表で整理

チェックリスト

境界値分析の手法を使ってテストケースを設計できる
同値分割の手法で入力値をグループ化できる
デシジョンテーブルを作成して全パターンを網羅できる
3つの技法を組み合わせて使う方法を理解した

次のステップへ

テストケース設計技法を学んだら、次はTDD（テスト駆動開発）の基本を学びます。テストを先に書く開発手法の考え方を理解しましょう。

推定読了時間: 25分