18 から 60 までを受け入れる年齢フィールドには、負の数、膨大な数、テキスト、空白を数えると、膨大な数の入力が可能になります。誰もそれらすべてを試すことはできません。 等価分割は、ソフトウェアが同じ方法で扱う必要がある入力をグループ化し、各グループから 1 つの値をテストすることでこれを解決します。

これは、すべてのテスターが学ぶべき最初のテスト設計テクニックの 1 つです。このガイドでは、それを段階的に説明し、Python で 1 つの例をテストします。そのコードを Python 3.13 で実行し、その出力が含まれています。以下のパスワードとクーポンのルールは説明用の例であり、実際のシステムから引用したものではありません。

等価分割とは何ですか?

等価分割は、等価クラス分割 (ECP) とも呼ばれ、ブラック ボックス テスト設計手法です。機能の可能な入力を パーティション、つまりクラスに分割します。パーティション内のすべての値は、同じ種類の動作を生成することが期待されます。

コードを確認する必要がないため、要件から直接適用できます。このスタイルのテストの詳細については、ブラック ボックスとホワイト ボックスのテストをご覧ください。

なぜ効果があるのか

この手法は 1 つの仮定に基づいています。パーティション内の 1 つの値でバグが見つかった場合、そのパーティション内の他の値でもバグが見つかる可能性が高いということです。そして、1 つの値が合格すると、おそらく他の値も合格するでしょう。成人年齢フィールドで 25、26、27 をテストしても、25 だけをテストした場合には分からなかったことがわかる可能性があります。

ただし、これは仮定であり、保証するものではありません。ソフトウェアにはパーティション内に特殊なケースが隠されている場合がありますが、この制限については後で説明します。

5つのステップでそれを行う方法

1. 要件を読み、入力とそのルールを特定します。
2. 受け入れられるべき値のグループである有効なパーティションを見つけて、範囲が異なると動作が異なるかどうかに注意してください。
3. 低すぎる値、高すぎる値、間違ったタイプ、空白などの無効なパーティションを見つけます。
4. 各パーティションから代表的な値を 1 つ選択、通常は中央のどこかにあります。
5. 他の良いテストケースと同様に、それぞれについて期待される結果を書き留めます。

作業例: 年齢フィールド

要件: 18歳から60歳までのユーザーが登録できます。

5 つのテストにより、要件内のすべての動作をカバーできます。多くのチュートリアルは最初の 3 行で停止しますが、最後の 2 行は実際のユーザーが誤ってトリガーするものです。別の方法で処理できる場合は、負の数または小数の行を追加することもできます。

コードでテストする

以下は、Python の組み込み unittest を使用した、パーティションごとに 1 つの単体テストを含む関数としてのルールです。

import unittest

def can_register(age):
    if not isinstance(age, int) or isinstance(age, bool):
        raise TypeError("age must be a whole number")
    return 18 <= age <= 60

class EquivalenceTests(unittest.TestCase):
    def test_valid_partition(self):
        self.assertTrue(can_register(35))

    def test_too_young_partition(self):
        self.assertFalse(can_register(10))

    def test_too_old_partition(self):
        self.assertFalse(can_register(75))

    def test_wrong_type_partition(self):
        with self.assertRaises(TypeError):
            can_register("abc")

私たちのランは合格しました:

test_too_old_partition ... ok
test_too_young_partition ... ok
test_valid_partition ... ok
test_wrong_type_partition ... ok

実際のプロジェクトでは、pytest のパラメータ化機能 は、単一のテストでパーティション値のテーブルを実行する優れた方法です。

作業例: パスワード

要件: パスワードは 8 ～ 20 文字で、少なくとも 1 つの数字が含まれている必要があります。

これには長さと内容という 2 つのルールがあるため、両方のパーティションを考慮します。

それぞれの無効なテストが 1 つのルールのみ を破ることに注意してください。値が短すぎて桁が欠落している場合、合格したテストではどのチェックが機能したかを判断できません。 1 つのチェックが破られている一方で、もう 1 つは事実を隠している可能性があります。

実用的な例: 数値以外の入力

この手法は数値範囲に限定されません。個別のオプション、カテゴリ、状態もパーティションを形成します。あるショップに次のルールがあるとします。

要件: 配送料はゴールド会員は無料、シルバー会員は50回、その他の会員は100回です。不明な階層値はエラーです。

ここでは、それぞれが異なる動作をする必要があるため、各オプションは独自のパーティションです。その他の一般的なパーティションには、有効および無効なアップロードなどのファイル タイプや、ローンの承認または拒否などの出力ベースのグループが含まれます。

一度に複数の入力

フィールドが複数あると、組み合わせの数が急速に増加します。それぞれ 4 つのパーティションを持つ 3 つのフィールドでは、64 の組み合わせが得られます。 2 つの戦略が役立ちます。

• 弱いカバレッジ: 各パーティションが少なくとも 1 つのテストに表示されるようにし、テストごとに複数の 有効な 値を組み合わせます。無効な値については、エラーが相互にマスクしないよう、一度に 1 つずつテストしてください。
• ルールベースのカバレッジ: メンバーステータスと順序値など、組み合わせによって実際に結果が変わる場合は、デシジョンテーブルテストを使用してそれらを適切にリストします。

境界値分析との組み合わせ

パーティショニングにより、どのグループをテストするかがわかります。虫が群れのどこに隠れたがるのかについてはほとんど言及されておらず、多くの虫は端に隠れています。これを示すために、古典的な 1 つ違いの間違いを含むバグのあるバージョンを作成しました。

def buggy(age):
    return 18 < age <= 60     # should be 18 <= age

[buggy(a) for a in (35, 10, 75)]   # [True, False, False]
buggy(18)                          # False

パーティション値 35、10、および 75 はすべて正しい答えを示したので、これらのテストは合格します。しかし、18歳は不当に拒否されます。これが、2 つのテクニックが一緒に属する理由です。

パーティショニングを使用してグループを見つけ、次に境界を使用してグループが出会う場所をテストします。私たちのコードでは、17、18、60、および 61 の別のテストが正しい関数を渡し、そのバグをキャッチします。私たちの 境界値分析ガイド では、これについて完全に説明しています。

利点と制限

最大のリスクは誤った仮定です。コードに 1 つの特定の値に対する隠されたルールがある場合、選択したテストではそのルールに到達できない可能性があります。 探索的テストとコード カバレッジは、パーティションに欠けているものを見つけるのに役立ちます。

よくある間違い

• 無効なパーティションを忘れます。 正常なパスのみをテストすると、エラー処理が未チェックのままになります。
• 1 つのパーティションから複数の値をテストします。 これにより、新しい情報が得られずにコストが追加されます。
• 1 つのテストで複数の無効な値を組み合わせる。 1 つのエラーが別のエラーを隠す可能性があります。
• 境界のスキップ。 パーティション テストだけでは、off-by-one のバグを見逃すことがよくあります。
• ルールを推測します。 要件が不明瞭な場合は、質問してください。 60には60歳半の人も含めるべきでしょうか？

まとめ

等価分割は、「テストをいくつ書く必要があるか?」を置き換えます。 「どのような動作が存在しますか? それぞれについて説明しましたか?」という、より良い質問があります。これを試してみるには、今日テストしているフォームを用意し、無効なパーティションも含めてそのパーティションを紙にリストします。次に境界を追加します。多くの場合、より多くのバグを発見するテストの数が減ることになります。

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