Java上級

上級 Javaで学ぶテスト駆動開発｜練習問題編

 

導入

テスト駆動開発（TDD）は、ソフトウェア開発において高い品質を保ちながら、迅速に機能を実装するための強力な手法です。特に、Javaを使用するプロジェクトにおいては、JUnitなどのテストフレームワークを活用して、テストケースを先に書くことで、実装の方向性を明確にし、リファクタリングを容易にします。この記事では、TDDの実践における具体的なシナリオを通じて、上級者向けのテクニックを掘り下げていきます。

教科書レベルの解説（テスト駆動開発）

重要な概念の整理

TDDのプロセスは、主に「赤・緑・リファクタリング」のサイクルから成り立っています。最初に失敗するテスト（赤）を作成し、その後にそのテストを通過させるための実装（緑）を行い、最後にコードを整理する（リファクタリング）という流れです。このサイクルを繰り返すことで、機能が追加されるたびにコードの品質を保つことが可能です。

コード例（Java）


import org.junit.jupiter.api.Test;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class CalculatorTest {
    @Test
    void testAdd() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3));
        assertEquals(0, calculator.add(-1, 1));
        assertEquals(-3, calculator.add(-1, -2));
    }
}

コードの行ごとの解説

  1. 最初にCalculatorクラスを定義し、addメソッドを実装します。このメソッドは2つの整数を受け取り、その合計を返します。
  2. 次に、CalculatorTestクラスを作成し、JUnitの@Testアノテーションを使用してtestAddメソッドを定義します。
  3. assertEqualsメソッドを用いて、addメソッドの動作が期待通りであることを確認します。これにより、様々なケースを網羅したテストを行います。
  4. テストが全て成功すれば、実装は正しいと判断できます。この時点で、必要に応じてリファクタリングを行います。

練習問題編

以下にTDDを用いた練習問題を用意しました。各問題に対する模範解答と解説も記載しています。

  1. 問題1: 文字列を受け取り、その長さを返すメソッドを作成してください。

    模範解答:

    
class StringUtil {
    public int length(String str) {
        return str.length();
    }
}

    解説: JavaのStringクラスにはlengthメソッドが用意されているため、これを利用することで簡潔に実装できます。

  2. 問題2: 与えられた整数が偶数か奇数かを判定するメソッドを作成してください。

    模範解答:

    
class NumberUtil {
    public boolean isEven(int number) {
        return number % 2 == 0;
    }
}

    解説: モジュロ演算を用いることで、整数が偶数かどうかを簡単に判定できます。

  3. 問題3: フィボナッチ数列のn番目の数を返すメソッドを作成してください。

    模範解答:

    
class Fibonacci {
    public int fib(int n) {
        if (n <= 1) return n;
        return fib(n - 1) + fib(n - 2);
    }
}

    解説: 再帰を利用してフィボナッチ数列を生成しますが、性能改善のためにメモ化を考慮すると良いでしょう。

まとめ

  • TDDは、テストケースを先に作成することで、実装の品質を確保する手法です。
  • 具体的なシナリオを通じて、実務に役立つテクニックを学ぶことが重要です。
  • 練習問題を通じて、TDDの理解を深め、実践的なスキルを磨きましょう。
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