テスト設計におけるさまざまな手法

ソフトウェアのテストでは主に、テスト計画、テスト設計、テスト実装、テスト実施、テスト結果報告の流れで進みます。
本記事ではその中のテスト設計について手法いくつか紹介したいと思います。

ブラックボックステスト

ホワイトボックステスト

各手法の例

以下のシナリオを元にいくつかの例を出したいと思います。

シナリオ: システムのパスワードバリデーションをテストする。パスワードの要件は以下の通りです。
　長さ：8文字以上
　文字種：英大文字、英小文字、数字、記号の少なくとも3種類を含む

同値分割

有効クラス
　長さが8文字以上
　大文字、小文字、数字、記号の少なくとも3種類を含む

無効クラス
　長さが7文字以下
　文字種が2種類以下

各クラスから代表的な値を選んでテストします。
　テストケース1（有効）: Abc12345 （長さが8文字以上、文字種3種類以上）
　テストケース2（無効）: abc123 （長さが6文字、文字種2種類）

境界値分析

長さの境界値
　境界の直前（無効）: 7文字
　境界のちょうど（有効）: 8文字
　境界を超えた値（有効）: 9文字

長さの境界に関するテストケース
　Abc1234（7文字：境界の直前）
　Abc12345（8文字：境界のちょうど）
　Abc123456（9文字：境界を超えた）

文字種の境界値
　境界の直前（無効）: 2種類の文字種
　境界のちょうど（有効）: 3種類の文字種
　境界を超えた値（有効）: 4種類の文字種

文字種の境界に関するテストケース
　abcdef12（小文字と数字の2種類のみ）
　Abc12345（大文字、小文字、数字の3種類）
　Abc123!@（大文字、小文字、数字、記号の4種類）

デシジョンテーブルテスト

すべての条件とその組み合わせを網羅的に検証します。
 

状態遷移テスト

状態の遷移の組み合わせをテスト
　初期状態 → パスワード入力 → バリデーション成功 → 完了
　初期状態 → パスワード入力 → バリデーション失敗 → エラーメッセージ表示 → 再入力

ペアワイズテスト

各パラメータのペアがカバーされるように検証します。
（全ての組み合わせを網羅するわけではなく、2つのパラメータの相互作用を重点的に確認します。）

パラメータ: 

この表では、すべての2つのパラメータの組み合わせ（ペア）が少なくとも1回はテストされています。

制御フローテスト

if文やforループが正しく動作しているかを確認し、すべての分岐が網羅されるようにテストケースを設計します。

const validatePassword = (password: string): string => {
    const lengthValid = password.length >= 8;
    const hasUpperCase = /[A-Z]/.test(password);
    const hasLowerCase = /[a-z]/.test(password);
    const hasDigit = /[0-9]/.test(password);

    // 制御フローの分岐に着目
    if (!lengthValid) {
        return "Password is too short.";
    } else if (!hasUpperCase) {
        return "Password must contain at least one uppercase letter.";
    } else if (!hasLowerCase) {
        return "Password must contain at least one lowercase letter.";
    } else if (!hasDigit) {
        return "Password must contain at least one digit.";
    } else {

        return "Password is valid.";
    }
};
// テストケース
console.assert(validatePassword("12345678") === "Password must contain at least one uppercase letter.", "Test Case 1 Failed");
console.assert(validatePassword("ABCDEFGH") === "Password must contain at least one lowercase letter.", "Test Case 2 Failed");
console.assert(validatePassword("Abcdefgh") === "Password must contain at least one digit.", "Test Case 3 Failed");
console.assert(validatePassword("Abc12345") === "Password is valid.", "Test Case 4 Failed");



const validatePassword = (password: string): string => {
    const lengthValid = password.length >= 8;
    const hasUpperCase = /[A-Z]/.test(password);
    const hasLowerCase = /[a-z]/.test(password);
    const hasDigit = /[0-9]/.test(password);

    // 制御フローの分岐に着目
    if (!lengthValid) {
        return "Password is too short.";
    } else if (!hasUpperCase) {
        return "Password must contain at least one uppercase letter.";
    } else if (!hasLowerCase) {
        return "Password must contain at least one lowercase letter.";
    } else if (!hasDigit) {
        return "Password must contain at least one digit.";
    } else {

        return "Password is valid.";
    }
};
// テストケース
console.assert(validatePassword("12345678") === "Password must contain at least one uppercase letter.", "Test Case 1 Failed");
console.assert(validatePassword("ABCDEFGH") === "Password must contain at least one lowercase letter.", "Test Case 2 Failed");
console.assert(validatePassword("Abcdefgh") === "Password must contain at least one digit.", "Test Case 3 Failed");
console.assert(validatePassword("Abc12345") === "Password is valid.", "Test Case 4 Failed");

上記のケースでは各if-elseの分岐に注目し、それぞれの条件を満たさない場合のパスをチェックしています。

パスカバレッジテスト

3つの異なる条件分岐がある場合、それぞれの条件が満たされるケース、満たされないケース、部分的に満たされるケースをテストして、すべての経路がカバーされることを確認します

const validatePassword = (password: string): boolean => {
    const isValid = true;
    if (password.length < 8) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[A-Z]/.test(password)) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[0-9]/.test(password)) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[a-z]/.test(password)) {
        isValid = false; // パス4
    }
    return isValid;
};

// 各パスをカバーするテストケース
console.assert(validatePassword("Abcdef12") === true, "Test Case 1 Failed");<
console.assert(validatePassword("Abc123") === false, "Test Case 2 Failed");
console.assert(validatePassword("abcdefgH") === false, "Test Case 3 Failed");
const validatePassword = (password: string): boolean => {
    const isValid = true;
    if (password.length < 8) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[A-Z]/.test(password)) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[0-9]/.test(password)) {
        isValid = false;
    }
    if (!/[a-z]/.test(password)) {
        isValid = false; // パス4
    }
    return isValid;
};

// 各パスをカバーするテストケース
console.assert(validatePassword("Abcdef12") === true, "Test Case 1 Failed");<
console.assert(validatePassword("Abc123") === false, "Test Case 2 Failed");
console.assert(validatePassword("abcdefgH") === false, "Test Case 3 Failed");

上記の例ではすべての実行経路を網羅するため、各条件がどのように組み合わされても対応できるようにテストしています。

ステートメントカバレッジテスト

例えば、if文があるとすれば、その条件が真になるケースと偽になるケースを両方テストし、それによってすべてのコード行が実行されることを確認します。

条件カバレッジテスト

各部分条件がそれぞれ真と偽になるようなテストケースを設計します。
条件式「A && B」の場合、次のようなテストケースを作成します。

• Aが真でBが真→条件式が真
• Aが真でBが偽→条件式が偽
• Aが偽でBが真→条件式が偽
• Aが偽でBが偽→条件式が偽