単体テストの説明: 単体テストの概要、重要な理由、および開始方法

単体テストは、ソフトウェア テストの分野で一般的な手法であり、開発者がコード内のバグを見つけて早期に修正して、エンドユーザーに最適な製品を提供するのに役立ちます。

これは、コードの品質に影響を与えるソフトウェア開発ワークフローの不可欠な部分です。

単体テストでは、入力データの境界、標準、および不正なケースに応じたコードの動作を検証します。また、コードによって暗黙的および明示的に想定されている場合は、それもチェックします。

それにもかかわらず、単体テストは複数のステップからなる詳細な手順です。最終製品をクライアントと共有するときは、間違いがなく、それがクライアントの期待どおりに機能することを確認する必要があります。

したがって、これを確実にし、作業の標準を反映するために、作業を提出する前にテストする必要があります。これも学ぶべき貴重なスキルです。

それでは、単体テストとは何か、そしてそれが組織や開発者にとってなぜ重要なのかを理解しましょう。

単体テストとは何ですか?

単体テストは、アプリケーションまたはソフトウェア プログラムの個々のコンポーネントをテストしてバグを簡単に発見する、ソフトウェア開発プロセスの重要な部分です。単体テストの主な目的は、個々の部分がクライアントの要件に従って動作していることを確認することです。入力は多数ありますが、出力は 1 つしかありません。

開発者がプロ​​グラムを作成するとき、プログラム全体をテスト可能なさまざまな単位に分割してソース コードをチェックします。したがって、単体テストではすべてのプロシージャ、メソッド、または関数がチェックされ、オブジェクト指向プログラミングと手続き型プログラミングの両方がテストされます。これは、コードの一部を書き直すときやリファクタリングするときに役立ちます。

簡単に言うと、単体テストはソフトウェア開発テスト手順であり、「ユニット」とは、コードの品質を知るためにテストする必要がある個々のコンポーネントを指します。

さらに、C または C++、Python、C#、Java、JavaScript など、さまざまなプログラミング言語のさまざまな単体テスト フレームワークが見つかります。単体テスト フレームワークには、JEST、AVA、NUnit、unittest、JUnit、TestNG、Embunit、HtmlUnit などがあります。

単体テストにはどのような種類がありますか?

ソフトウェアテストとひとくちに言っても、たくさんの種類がありますが、単体テストもそのひとつです。単体テストはさらに 2 つのタイプに分類されます。一つずつ説明していきましょう。

手動テスト: 手動単体テストでは、開発者が API またはソフトウェアと直接対話してバグを検出することにより、特定のセクションをテストするコードを作成します。ソフトウェアの個々のコンポーネントをテストするには誰かがそのような環境で作業する必要があるため、これは少し費用と時間がかかる作業です。これにより、タイプミスや手順の省略などの人的エラーが発生する可能性があります。

自動テスト: マシンは単体テストと同じタスクを実行し、以前に作成されたテスト スクリプトを実行します。自動化された単体テストを使用すると、同じ結果が得られる単一のシーケンスまたは複雑なシーケンスをテストできます。

手動テストよりも信頼性が高く、強力です。したがって、多くの組織は自動化されたアプローチを使用してソフトウェアをテストします。ただし、品質の問題など、小さな制限があります。品質は最終的には事前に作成されたコードに依存します。

これは、アプリケーションに新しい機能を追加するたびに QA プロセスを拡張する、定期的な統合と配信の主要なコンポーネントとして参照できます。

単体テストが重要なのはなぜですか?

単体テストの主な目的は、ソフトウェアのすべての部分がエラーなく適切に動作するかどうかをテストできるように、プログラムのすべての部分を分離することです。各部分が分離されているため、期待どおりのコードの正確な動作を簡単に判断できます。

単体テストの利点には次のようなものがあります。

コードの品質

単体テストはコードの品質を高めます。これにより、開発者は展開前にユニットに存在するすべての欠陥を検証できます。また、最小のエッジケースも明らかになり、自信を持ってより良いコードを作成できるようになります。

さらに、コードをテストする場合、個別のテストを実行する際に異なる考え方を強いられる場合があります。これにより、より良い設計アイデアが得られる可能性があります。これは、コード スタイルを強化できる校正プロセスに似ています。

アジャイルプロセス

単体テストにより、コーディング プロセスがより俊敏になります。ソフトウェアに新しい機能を追加するたびに、単体テストですでにテストされたコードの一部を変更する必要がある場合があります。これにはコストがかかり、リスクが伴う可能性があります。しかし、テストが整備されていれば、自信を持ってコードをリファクタリングできます。

バグの早期発見

統合プロセスの前にバグを発見することは常に有益であり、時間を節約できます。開発者は単体テスト用のコードを作成するため、問題を早期に発見でき、開発者は初期段階でさらに解決できます。これにより時間が節約され、コードの品質が向上します。

適切な文書化

開発者は、基本ユニットのインターフェイスと、テスト プログラムを使用してコードの個々の部分をチェックする方法を理解しています。このようにして、開発者はユニット コードのすべての機能を学習し、ソフトウェアが期待どおりに動作することを確認することもできます。

低コスト

開発段階ではバグを簡単に発見できるため、単体テストのコストは低くなります。開発の後半段階、たとえば受け入れテストやシステム テスト中にバグが見つかった状況を想像してください。より大きな部品を交換する必要があるため、修理にはさらに費用がかかります。早期発見はコストを削減するだけでなく、時間も節約します。

さまざまな単体テスト手法とは何ですか?

単体テストはプログラムのあらゆる部分で機能し、予期しないバグやエラーを検出して、プログラム全体をテスト プロセスに転送できるようにします。作業を高速化するために、次の 3 つの手法が使用されます。

#1. ホワイトボックステスト

ホワイトボックス テストは、トランスペアレント テストまたはガラスボックス テストとも呼ばれます。ここで、テスターは内部機能を認識します。したがって、ソフトウェア ソリューションまたはアプリケーションの機能面のテストが含まれます。作業プロセスには、入力、処理、適切なテスト計画、および出力または最終レポートが含まれます。

#2. ブラックボックステスト

このタイプのテストには、ソフトウェア ソリューションのユーザー インターフェイスと入力および出力のテストが含まれます。システムのシナリオをチェックします。

たとえば、ユーザーが間違ったパスワードを入力してもエラー メッセージが表示されない、またはユーザーが間違った形式でパスワードを入力した可能性があります。

#3. グレーボックステスト

グレーボックス テストは半透明テストと呼ばれます。ホワイトボックステストとブラックボックステストを組み合わせたものです。ここで、ユーザーはソフトウェアの内部機能を部分的に認識しています。これには、マトリックス テスト、パターン テスト、回帰テスト、直交パターン テストなどの複数のテストが含まれます。

単体テストはどのように書くのでしょうか?

単体テスト コードの作成は他のコードの開発と似ていますが、いくつかの違いがあります。ユーザーの問題を解決するために大規模なプログラムを作成しますが、独自のプログラムの問題を解決するには単体テスト コードを作成します。

基本的に、単体テストに関してはあなた自身が顧客です。自分が顧客であるかのように考え、期待を満たすために個々の部品をテストする必要があります。あなたはコードの作成者であるため、より良い結果を得るためにどこを変更すればよいかを簡単に知ることができます。

• まず、テストする各コードの要件を理解し、それにメソッド名を付けます。
• 次に、いくつかのテスト パラメーターを修正し、すべてのテストで期待どおりの結果が得られることを確認する必要があります。テスト クラスの階層は避けてください。ただし、セットアップ メソッドやネストされたユーティリティ クラスを使用することはできます。
• 配置、動作、およびアサートのパターンに従って、テストの作成を開始します。

より大きなプログラムの各部分に対して同じことを行い、効果的なコードを作成して独自のコードをテストします。問題を把握し、すぐに本題に取り掛かります。

単体テストのベストプラクティスは何ですか?

単体テストは、開発プロセスの早い段階でバグを検出して修正するのに役立つため、ソフトウェア開発の重要な部分の 1 つです。効率的かつ正確に高品質の結果を得るには、ベスト プラクティスまたは標準プラクティスを採用することが有益です。

以下は、開発者が堅牢で信頼性の高いソフトウェアを作成するだけでなく、保守も容易にするのに役立つベスト プラクティスの一部です。

• 適切な命名規則: テスト ケースの名前を読むだけで意図が明確に示される、各テストの命名基準。他の開発者が特定の単体テストの目的を理解しやすくなります。
• テストの配置: 単体テストの場合、最も一般的なパターンは配置、実行、アサートです。名前が示すように、これには 3 つの主要なアクションが含まれています。オブジェクトを配置し、必要に応じて作成および設定し、オブジェクトに作用し、何かが期待どおりであることをアサートします。
• 決定的テストを行う: 決定的テストでは、コードが変更されていない限り、入力に関係なく常に同じ結果が得られます。これにより、偽陽性と偽陰性の発生が最小限に抑えられます。
• 論理条件を避ける: 単体テストは、手動の文字列チェーンや、while、if、switch、for などの論理条件をできる限り少なくして設計する必要があります。これにより、テストに問題が発生する可能性が低くなります。
• 最良の結果を得るには、 TDD (テスト駆動開発) アプローチに従ってください 。
• テストの依存関係を減らす : ユニット間の依存関係を減らすことで、テスターはコードの異なる部分でテストを同時に実行できます。
• 単体テストごとに 1 つのユースケース : テストが失敗した場合に、根本的な問題をより正確に把握できるように、各テストは 1 つのユースケースに焦点を当てる必要があります。
• 自動化: 手動のテスターでは、期限を守るために十分なテストを確実に実行することができないため、テストを自動化して、CI/CD パイプラインの一部として毎日または数回実行する必要があります。
• 適切なテスト ドキュメントを維持する : テスト ドキュメントを維持すると、開発者とエンド ユーザーがプロセスの洞察やその他の詳細を得るのに役立ちます。

要約すると、単体テストのベスト プラクティスには、明確なコードを記述する前にテストを作成する、システム全体ではなく個別のユニットをテストする、開発プロセス全体で頻繁にテストを実行する、テスト自動化ツールを使用するなどが含まれます。

単体テストの制限は何ですか?

単体テストはソフトウェアテストの一種ですが、大規模で複雑なコードはもちろん、一つの部品をテストするだけでも通常より時間がかかります。

そのため、プログラム内のすべてのエラーを検出できない可能性があります。ただし、機能エラーは検出できますが、パフォーマンスの問題、システム全体の問題、または統合エラーの検出には失敗する場合があります。単体テストは、他のソフトウェア テスト方法と併用した場合にのみ有効です。

主な制限は、エラーがないことを示すことができないことです。他の種類のテストと同様に、存在を示すことしかできません。単体テスト コードを厳密に記録して、テスト プロセス全体で使用できるようにする必要があります。

さらに、自動特性評価なしでは、ソフトウェアの入力側で考えられるすべての組み合わせをテストすることはできません。コードの隅々までテストするには、大規模なプログラムに集中する必要がありますが、これは間違いなく面倒です。

実際の欠点を簡単に見てみましょう。

• テストケースの作成にはかなりの時間がかかります。
• レガシー コードの単体テストを作成するのは明らかに困難です。
• メンテナンスが必要です。
• GUI コードのテストは非常に困難です。
• コード内のすべてのエラーを検出できない場合があります。

単体テストと機能テスト: 違い

単体テストと機能テストはどちらもソフトウェア テスト プロセスの基礎です。どちらも、それぞれの利点を発揮する分野で独自の意味を持っています。ただし、この 2 つの主な違いは、単体テストはソフトウェア開発者自身によって実行されるのに対し、機能テストはシステム テスト中にソフトウェア テスターに​​よって実行されることです。

それらの主な違いを見てみましょう。

#1. 単体テストでは、ソフトウェアの個々の部分を分離してコードの単位をテストします。一方、機能テストでは、ユーザーの要件に従ってプログラム全体の機能をテストします。

#2 。単体テスト コードは簡単に記述でき、次のステップで実行することもできます。これはホワイトボックス手法に該当します。テストの背後にある主な目的は、コード内のすべてのユニットまたはモジュールを分離して、それぞれをテストすることです。

逆に、機能テスト コードの作成はより複雑です。これはブラックボックス テスト手法に該当します。機能テストの主な目的は、ソフトウェア アプリケーション全体の機能をテストすることです。

#3 。 単体テストでは、エッジケースとコード分岐をカバーできます。ただし、各コーナーをテストするには、多数のテスト ケースを作成する必要があります。

機能テストでは、より多くのテスト ケースを作成する必要はありません。アプリケーションまたはソフトウェアの機能について説明します。

#4 。 単体テストのメンテナンスコストは低くなります。ここで、開発者は同じプログラミング言語でコードを作成します。コードの行数にも依存します。

ただし、機能テストの保守コストは単体テストよりも高くなります。機能をテストするために、テスターはコードを記述するのと同じプログラミング言語を必要としません。このテストはエンドユーザーの要件をカバーします。

#5 。新しい機能の追加や不要なアドオンの削除など、何かを変更するたびに、単体テスト コードも変更する必要があります。開発フェーズでは単体テスト コードを作成します。前に述べたように、これは開発者がプロ​​グラムをテストするために作成したものです。

対照的に、機能テスト コードは、開発段階の後にテスターに​​よって記述されます。このテストは、各機能の機能をテストするときに使用できます。ソフトウェアに少し変更を加えても、機能面には大きな影響はありません。

#6 。 単体テストを作成するための一般的なツールには、Mockito、TestNG、NUnit、JUnit などがあります。一方、機能テストを作成するための一般的なツールには、SahiPro、UFT、Selenium などがあります。

人気のある単体テスト ツール

• NUnit : .NET プラットフォームに基づく単体テスト ツールまたはフレームワークで、無料でテスト スクリプトを手動で作成できます。また、データ駆動型テストもサポートしています。
• JUnit : Java 開発者が反復可能なテストを作成して実行するのに役立つ単体テスト用のオープンソース テスト フレームワークです。 NUnit と同じように機能します。
• TestNG : これも、特に NUnit と JUnit からインスピレーションを得たテスト フレームワークです。いくつかの追加機能が見つかります。さらに、データ駆動型のパラメータ化されたテストもサポートしています。
• Jtest : Jtest は Parasoft によって開発され、特に Java ソフトウェア アプリケーションのテストに使用されます。さらに、静的コード分析をサポートし、ソフトウェア開発プロセス全体を通じて欠陥のないコーディングを保証します。
• EMMA : これは、Java コード カバレッジを測定および分析するためのオープンソースの無料ツール セットです。個々の作業を反復的かつ迅速に処理しながら、大規模なソフトウェア開発のサポートを受けることができます。
• PHPUnit : PHP コードの小さな単位を個別にテストする、PHP 用の開発者向けテスト ツールです。また、コードのテストを容易にする柔軟でシンプルなアサーションが多数含まれています。
• Unittest : Unittest は、Python コードをテストするための組み込みの単体テスト フレームワークです。手間をかけずにテストを実行できるシンプルなテスト ランナーが含まれています。
• QUnit : 開発者がフロントエンドで使用できる堅牢なテスト フレームワークです。 JQuery Mobile、JQuery UI ライブラリ、および JQuery の開発者は、他のツールよりも QUnit フレームワークを好みます。
• Puppeteer : Google チームによって構築された素晴らしいテスト実行ツールです。ここでは、NodeJS アプリケーションにヘッドレス Chrome API を提供します。
• Embunit : C および C++ コードをテストするために主に使用される単体テスト フレームワークです。市場では無料で入手できます。 Embedded Unit の略で、非常に使いやすいです。

結論

大規模または複雑なプログラムを作成するときは常に、アプリケーションのテスト可能な最小単位をチェックする単体テスト モジュールが必要です。開発プロセス中、開発者は単体テスト コードを作成して実行し、バグを簡単に発見します。

さらに、単体テストにより、コードを変更してもアプリケーションが中断されないことが保証されます。むしろ、ソフトウェアの品質が向上します。全体として、適切な単体テストを行うことで、エンドユーザーやクライアントに期待に応える優れたアプリケーションを提示できます。

次に、さまざまな種類のアプリケーション テストを確認してください。