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プロジェクトマネージャ、品質保証担当者、開発者がユニットテストのメリットやチームに必要かどうかを議論しているのを聞いたことがあるかもしれません。 もし、その決断をあなたが下すのであれば、私たちのプロジェクトに最適な決断ができるように、事実を知っておくことは助けになります。

ソフトウェア業界のほとんどのことがそうであるように、ユニットテストには利点と欠点があります。 プロセス、アプリケーション、メリット、課題を理解することで、ユニットテストがチームにとって必要かどうかを判断することができます。

目次

ユニットテストとは?

ユニットテストとは、コードの特定のユニットを分離してテストし、各コンポーネントの有効性を判断する手法のことです。 この方法は、ソフトウェアをテストするのではなく、小さなセクションに分割して、個々のコンポーネントの正しさを確認するものです。

なぜユニットテストが必要なのか?

ユニットテストは通常、開発段階で行われるため、ソフトウェアをリリースする前に問題を特定し、修正することができます。 ユニットテストは、将来的に問題を引き起こす可能性のあるエラーやギャップを開発者に警告し、全体の品質とパフォーマンスを向上させることができます。

ユニットテストは、業界ではまだやや議論のあるトピックです。 品質保証チーム チャンピオン・ソフトウェア・テスト が、コーダーは使いすぎに注意し、コンセンサスに達するチームはほとんどない。 より大きな視点で理解することで、議論をすり抜け、あなたのビジネスにとって最適な決断を下すことができます。

ユニットテストでは何をテストすべきか(そして何をテストすべきでないか)?

ユニットテストは、ソフトウェアの効率と費用対効果を向上させるための他のツールと同様に、時と場所を選ぶことができるツールです。 多くのことを成し遂げることができますが、すべての状況において最良の選択肢とは限りません。

以下のようなシナリオでユニットテストを使用することには、明確な利点があります。

  • デプロイする前にテストドライブを行い、コードが動作することを確認する。
  • コードの機能を検証し、潜在的な欠陥を特定するために、作品をチェックします。
  • ベストプラクティスをサポートし、進捗を追跡するためにプロセスを文書化する。

ユニットテストの利用を拡大したいのはやまやまですが、特定の場面で利用する場合は、その制約が課題にもなりかねません。 例えば、サードパーティシステムと連携するコンポーネントに対して単体テストを実施しても、一貫性のある信頼性の高い結果が得られない場合があります。 タスクが複雑すぎて、何かを失うことなく小さな構成要素に分解することができないのです。

また、ユニットテストは、AIなどの複雑なシステムで問題が発生し
ロボティック・プロセス・オートメーション(RPA)
. このようなシナリオでも単体テストを実施することは可能ですが、大規模な作業となり、より優れたツールが利用できるようになります。

ユニットテストのメリット

ユニットテストは通常、事前対策として、あるいは既存のシステムに新しいコードを導入する前に、開発プロセスの早い段階で行われることに留意することが重要である。 既存のテストプランにユニットテストを含めることで、予想もしなかった方法でプロジェクトに利益をもたらすことができます。

1.時間とお金の節約

おそらく、ユニットテストを導入する最も価値ある理由は、リリースのタイムラインと収益に影響を与えることです。 ユニットテストは、開発プロセスに余分なステップを加えることになりますが、納品後数ヶ月経ってから完成品に小さな欠陥がないかどうかを調べることほど、時間やコストがかかるものではありません。

ユニットテストは、様々な条件に対してコードをテストすることで不具合や潜在的な問題を探索するため、より早く、より簡単に修正することができます。 プロジェクトの進展に合わせてコードを微調整することは、効率的であり、人的・経済的資源をより有効に活用することができます。

プロセスの早い段階でユニットテストを通じて潜在的な不具合を発見し、特定することは、最も実用的なステップの一つです。 クライアントに製品を納品する前に、既存の問題や潜在的な問題に対処する方が、安上がりで簡単です。

2.品質向上

また、ユニットテストは、問題が発生する前に対処することで、製品の品質を向上させます。 より高品質な製品をお届けするために、細かなレベルまでのテストをクリアしているのです。

また、開発プロセスを通じてソフトウェアにストレスを与え、その準備状態を確認することで、チームがパフォーマンスを検証することも可能です。 極限状態を含むさまざまなシナリオを実験し、ソフトウェアがどのように反応するかを判断することができます。

テストが成功すれば、チームはあらゆる欠点に対処し、より堅牢で、より複雑な製品を提供することができます。

3.ドキュメンテーションの提供

ユニットテストでは、プロセス全体と各コンポーネントの機能を文書化した記録を作成します。 システム全体の概要や概要を説明し、ソフトウェアの機能や理想的な使用方法を紹介するとともに、不適切な使用方法についての知見を提供します。

4.全体的な効率の向上

ソフトウェアの異なる部分を分離することで、ユニットテストは個々のコンポーネントの有効性をテストすることができます。 小さな部品がそれぞれうまく機能すれば、システム全体の信頼性が高まります。

さらに、独立したコンポーネントをテストすることで、開発者は他のコンポーネントに影響を与える前に問題を発見し修正することができます。

ユニットテストの課題と限界

完璧なシステムは存在せず、ユニットテストの手法も例外ではありません。 ユニットテストの重要性については、業界関係者の間でも意見が分かれるところですが、それはこのプロセスにはいくつかの顕著な限界があるからです。

1.より多くのコードを必要とする

ユニットテストは長い目で見れば節約になりますが、コンポーネントをテストするために大規模なコーディングが必要になります。 したがって、ユニットテストのベストプラクティスの1つは、常にタイブレーカーを確保するために、少なくとも3つのユニットテストを持つことです。

2.あらゆる状況に対応できるわけではない

ユニットテストは、特にUIインターフェースのテストなど、あらゆる可能性に対して理想的なものではありません。 また、あらゆる状況を予測することは不可能であるため、すべてのエラーを検出することはできません。

3.変化を困難にする

個々の部品を強化することで、より強固なプログラムを作ることができるのです。 そのプログラムを変更したり、アップデートしたりする必要があるときはどうするのでしょうか? しかし、このような「誤操作を許さない」システムを、全体の機能を損なうことなく変更することは、より困難なことなのです。

ユニットテストの種類

ユニットテストは、通常、自動ユニットテストツールによって行われますが、手動によるアプローチも可能です。 どちらの方法にも利点と欠点がありますが、自動ユニットテストは最も一般的であり、またそれを採用する企業にとって不可欠なステップです。
ハイパーオートメーション
.

1.手動ユニットテスト

手動ユニットテストは、複雑な関数や機能を理解できるテスターに依存しています。 人間は既成概念にとらわれずに考えることができるため、コード以外の問題を発見し、ユーザー体験をシミュレーションすることができるのです。

一方、手動ユニットテストは、熟練したコーダーが必要なため、コストがかかるという欠点があります。
熟練したコーダーへの支払い
. 個々のコンポーネントを分離し、それぞれに対して複数のテストを実行しなければならないため、時間がかかり、複雑です。

2.ユニットテストの自動化

自動化されたユニットテストでは、テストを実行するためにプログラムとコードを使用します。 他と同様 ソフトウェアテストの自動化また、ソフトウェア単体テストは、他のコンポーネントへの影響を制限し、より速く動作します。 さらに、一度書いたテストを何度も再利用することができます。

しかし、残念ながら、必要なコードを作成し、それを維持するためには時間がかかります。 自動化されたユニットテストは、すべてのエラーを検出することができないため、まだいくつかの限界があります。

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優れたユニットテストの特徴

ユニットテストは、利点を増やし、限界に取り組むという微妙なバランスが必要です。 優れたユニットテストは、このバランスを生み出す4つの特徴を備えています。

1.分離型

すべてのユニットテストは、他の要因から独立して存在することができることを意味し、スタンドアローンであるべきです。 テストが他のプログラムやシステムの動作に依存している場合、その結果が変化する可能性があります。

2.高速

テストするコードの量と、満足のいく結果を出すのに十分なテストを実行するのにかかる時間を考慮してください。 良いユニットテストは、テストを完了するのにわずか数ミリ秒しかかからないはずです。 さらに、ユニットテストは、テストしようとするコンポーネントよりも作成に時間がかかるべきではありません。

3.一貫性

ユニットテストは、毎回同じ結果を返す必要があります。 テストを複数回繰り返して同じ結果が得られない場合は、信頼性がありません。

4.セルフチェック

手動および自動のユニットテストは、人間が介在しなくても自動的に結果を明らかにすることができなければなりません。 あなたのチームは、イエスかノーかを判断するために結果をふるいにかける必要はないはずです。

専門用語をカットスルーする。ユニットテストとインテグレーションテスト

ソフトウェアテストは、テストするプログラムと同じくらい複雑であり、さまざまな用語や種類が異なることを意味します。 単体テストと結合テストの違いを理解することは、それぞれの最適な実装方法を判断するために必要です。

1.統合テストとは?

統合テストは、プログラムの中で様々なコンポーネントがどのように連携して動作するかを扱う。 また、各コンポーネントが連携してタスクを実行する際に、コンポーネント間の問題を特定することができます。 中にはソフトウエアをサポートする問題もあるかもしれませんが、このテストでは全体のパフォーマンスを低下させるようなものを探し出しています。

2.ユニットテストと統合テストの比較

単体テストと結合テストは、異なる要素を扱う類似の概念である。 統合テストは、最小単位の個々の機能を見るのではなく、構成要素がどのように連携しているかを見るものです。

また、統合テストでは、プロセスの早い段階で不具合や副作用を探し、一見しただけではわからない問題を発見することができます。 しかし、統合テストは、個々の機能ではなく、複数のコンポーネントが互いに作用し合うことに関係します。

ユニットテスト技法

3つのユニットテスト技法は、システム内の異なるレイヤーに対応します。 手動テストと自動テストの両方がこれらのタイプをカバーすることができます。

1.機能ユニットテスト技法

ブラックボックステストと呼ばれる機能単体テストは、各コンポーネントの機能に対応したテスト方法です。 ユーザーインターフェース、入力、出力の妥当性を評価し、境界線と等価性を確立します。

2.構造的ユニットテスト技法

構造的手法またはホワイトボックステストは、確立された機能要件を満たすコンポーネントを検証し、その経路をマッピングします。 例えば、入力に基づき、コードがプログラム中のどの経路をたどるのか、一連の条件を設定することが含まれるかもしれません。

3.エラーベースのユニットテスト技法

エラーベースの技術は、元のプログラマーが自分の仕事を熟知しているため、テストを担当する場合に最も効果的です。 グレーボックステストとも呼ばれ、テストケースを使用し、リスクアセスメントを行い、不具合を特定する。

ユニットテストの応用

前述の通り、ユニットテストの用途はほぼ無限大ですが、ある目的には他の目的よりもよく役立ちます。

1.エクストリーム・プログラミング

エクストリームプログラミング は、最高品質のソフトウェアを作るために努力するソフトウェア開発思想の一つです。 この方法は、包括的なテストを実施するために、ソフトウェアユニットテストフレームワークに大きく依存しています。 エクストリームなプログラマーがよく使う
自動テストツール
は、進化する顧客ニーズに対応しながら、全体的な品質と応答性を向上させるために使用されます。

小さな部品も含めて、故障する可能性のあるものはすべてテストするというのが、指針の一つです。 その結果、ユニットテストはエクストリームなプログラマーにとって強力なツールとなる。

2.言語レベルのユニットテスト

ある種の言語は、生来的にユニットテストと相性が良いのです。 例えば、PythonやApexのような言語は、コードの構造上、ユニットテストを直接サポートしており、ユニットテストを組み込むための調整が限られていることを意味します。 他の言語では、PHPのユニットテストのように、細かい修正や特別なフレームワークが必要です。

3.ユニットテストのフレームワーク

ユニットテストは、既存のシステム上でテストを実行するためにインストールするサードパーティ製品への門戸を開くものです。 多数
自動ユニットテストツール
は、テスト工程を簡素化し、ユーザーが以前に開発したソフトウェアをチェックできるようにするために、複数の言語に対応しています。

 

ユニットテストのためのテストケースの書き方

単体テストのテストケースの書き方は、テストするコンポーネントによって複雑になりますが、単体テストの書き方は、同じ3つのポイントを中心に書くとよいでしょう。 なお、手動テストと自動テストの間には若干の違いがあるかもしれませんが、基本的には同じプロセスです。

1.有効な応答を確認するためのテスト

まず、最適なレスポンスを確認するテストから始め、起こるべきことを認識していることを確認します。 このステップでは、ベースラインも設定されます。

2.無効な入力に対するテスト応答

無効な入力に対する応答を確認するためのテストを確立する。 無効なデータに対するコンポーネントの応答に関する基準値を作成する。

3.複数のアクションを実行する

有効な応答と無効な応答を使って繰り返しテストを行い、コンポーネントの反応を判断する。 そして、その反応を追跡し、不具合を探し出す。

ユニットテストはどのように行うのか?

ユニットテストでは、ソフトウェア内の特定のコンポーネントをテストするためのコードを記述します。 手動テストは一般的に多くの手順を要し、特に一般的ではありません。そこで、ユニットテスト自動化ツールを使用したプロセスを見てみましょう。

市場で最も人気のあるツールの1つが、ZAPTEST API Studioです。 ZAPTESTは、REST、SOAP、openAPIのテストを完全なパラメータ化、相関関係やデータ管理ユーティリティを使用して自動化することができます。 また、ZAPTESTはAPIテストとUIテストをシームレスに融合させる機能を提供します。

1.テストするコードのセクションを特定し、方法を決定する。

開発者は、コンポーネントの機能をテストするためにコードを書いてアプリケーションに添付し、後でテストコードを削除することができます。 逆に、コンポーネントを分離して、テストシステムにコピーすることも可能です。 後者では、テスト中に他のコンポーネントへの不要なリンクを特定することができます。

2.テストケースの開始

開発者は、コーダーが考案したテストケースを使用して、コンポーネントの機能を検証する。 このプロセスは通常、自動テストフレームワークで行われ、テスト中に欠陥があればフラグを立て、チームに警告を発することができます。

3.レビューとリワーク

テストケースが完了したら、チームはデータをレビューして、不具合やエラーを判断することができます。 その後、修正・更新を行い、再度テストを行います。

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チームは、望ましい結果を得るために何度でもテストケースを見直すことができます。 ユニットテストを停止することは可能です。つまり、コンポーネントやテストケースに重大な失敗があり、継続する価値がないことを意味します。

ユニットテストの例

様々なコンポーネントや問題に対応した何百ものユニットテストの例があります。 ここでは、実際のアプリケーションを示す基本的なユニットテストの例をいくつか紹介します。

1.APIユニットテスト

現代のシステムは、異なるプログラムが互いに通信し、多くの場合、APIと呼ばれるインターフェースに依存しています。 例えば、開発者はREST APIのユニットテストを通じてエンドポイントをテストすることで、効率を上げることができます。

2.自動車産業

自動車産業はユニットテストの例で膨大な機会を提供するので、幅広い意味を考えてみてください。 私たちの車はこれまで以上にコードに依存しており、少しでも欠陥があれば危険な状況を作り出す可能性があります。 ユニットテストツールは、車が工場を出る前にコードを分離し、それが明確であるかどうかを判断し、路上で障害が発生する可能性を減らすことができます。

ユニットテストのベストプラクティス

REST APIのユニットテストを行いたい場合でも、銀行アプリケーションが同じ口座の異なる入力に対してどのように応答するかを判断したい場合でも、これらのベストプラクティスはユニットテストを軌道に乗せることができます。

1.ユニットテスト計画の作成と実行

ユニットテストの最も重要な要素の1つは、規模、範囲、目的を詳細に記した計画を遵守することです。 ユニットテストの範囲とテストすべき内容を定義し、テストケースを決定し、適切なツールまたはソフトウェアを選択します。

単体テスト計画を作成するだけでは不十分であり、チームは最初から最後まで計画に沿って行動する必要があります。 ステップを飛ばしたり、計画から外れたりすると、混乱を招き、無駄な作業を発生させることになります。

2.言語を考える

あなたのコードが、テストするプログラムやアプリケーションと同じ言語を話していることを確認してください。 PHPのユニットテストは、大枠は似ていても、C#のユニットテストとは異なります。

3.再統合と回帰検定

コードをコピーして、アプリケーション内ではなく、テスト用フレームワークでテストした場合、リグレッションテストが重要になります。 コードを書き直すとアプリケーションの機能が変わってしまうので、ユニットを再統合し、リグレッションテストを行って正常に動作することを確認します。

ユニットテストに関わるべき人物は誰か?

ソフトウェアテスト自動化ツールや計画に携わるべき人

多くの人がソフトウェア開発やアプリケーションに貢献していますが、誰もがユニットテストに参加する時間、スキル、知識を持っているわけではありません。 したがって、チームを少数の有能な個人またはチームに制限する。

1.ソフトウェア開発者によるユニットテストの実施

開発者は、自分たちのコードとそれがどのように機能すべきかを知っているので、ユニットテストの責任の大部分は開発者が負うことになります。 開発者は、テストケースを書き、テストを実装し、一般的にどのようなユニットテストソフトウェアを採用するかについて最も良いアイデアを持っています。

2.品質保証チーム

QAチームは、ソフトウェアがどのように動作すべきか、どのように不具合を特定するかを知っています。 彼らは、ソフトウェアを別の視点から見て、より大きなシステムの中で正しく機能することを確認します。

ユニットテストチェックリスト

ソフトウェアテストチェックリスト

このユニットテストチェックリストは、チームが目標を達成するために軌道修正するためのガイドラインです。

1.適切なユニットテストツールを選択する

適切なユニットテスト自動化ツールを選択することが重要です。 ユニットテストソフトウェアがアプリケーションの言語と互換性があり、チームの目標を達成できることを確認してください。

2.成功のためのセットアップ

テストプロジェクトの詳細な名称を作成し、将来のチームが何が行われたかを知り、テストを簡単に識別できるようにする。 テストするコードを特定し、それが完全に独立していることを確認する。

3.テストコード単体

一度に1つのコンポーネントだけをテストすることで、一貫性と迅速性を維持し、チームメンバー間の重複やミスコミュニケーションを避けることができます。

4.不具合の再現

不具合を確認したら、同じ動作で再び不具合が返ってくるかどうか、再度テストしてください。 再現性がある場合は不具合を修正する。

結論

ユニットテストとは、最小の構成要素の正しさをテストすることで、ソフトウェアやアプリケーションの効率を向上させる方法です。 これは、既存のソフトウェアを改良し、効率を上げるための新たな機会でもあります。

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しかし、ユニットテストは、超自動化に向けてサポートする役割を担っています。 アプリケーションを最小の構成要素に分解するため、これまで気づかなかった不具合を発見し、問題に発展して生産が遅れる前に、将来の問題を予防することができるのです。

他の自動化ツールと同様に、ユニットテストを賢く使いこなし、業界のベストプラクティスに従うことが重要です。

よくあるご質問

ユニットテストは、企業にとってソフトウェアやアプリケーションを改善するための強力な機会です。

C#におけるユニットテストとは?

C#のユニットテストでは、最小のコンポーネントを表すコードのセグメントを分離し、ユニットテスト自動化ツールでその正しさをテストします。

Javaにおけるユニットテストとは?

Javaにおけるユニットテストでは、実運用で使用する前に、コードのビットの動作をテストするためのフレームワークが必要です。

ソフトウェア工学におけるユニットテストとは?

ソフトウェア工学におけるユニットテストは、アプリケーション内の最小のテスト可能なコンポーネントを分離し、その妥当性と性能をテストします。

 

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Alex Zap Chernyak

Alex Zap Chernyak

Founder and CEO of ZAPTEST, with 20 years of experience in Software Automation for Testing + RPA processes, and application development. Read Alex Zap Chernyak's full executive profile on Forbes.

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