Python中級

中級 Python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、コードを書く前にテストを作成するアプローチであり、品質の高いソフトウェアを構築するための強力な手法です。本記事では、実際の業務で遭遇しやすいシチュエーションを考慮し、TDDの実践を通じて具体的な課題解決を目指します。特に、ユーザーからの入力を処理する関数を例に取り、どのようにテストを設計し、実装を進めていくかを見ていきます。

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「赤・緑・リファクタリング」のサイクルで構成されています。まず、失敗するテストを作成し（赤）、そのテストを通過させるための最小限のコードを実装し（緑）、最後にコードを整理して可読性や保守性を向上させます。このサイクルを繰り返すことで、信頼性の高いコードを持つことができます。

コード例（Python）


def process_input(user_input):
    if not isinstance(user_input, str):
        raise ValueError("Input must be a string")
    return user_input.strip().lower()

コードの行ごとの解説

  1. 関数 `process_input` はユーザーからの入力を受け取ります。
  2. 最初に、入力が文字列であるかどうかをチェックし、そうでない場合はエラーを発生させます。
  3. 入力が有効な場合、余分な空白を取り除き、小文字に変換して返します。

練習問題編

以下に、テスト駆動開発に関連し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: `process_input` 関数に対するテストケースを3つ作成してください。
    模範解答:

    
import unittest

class TestProcessInput(unittest.TestCase):
    def test_valid_input(self):
        self.assertEqual(process_input("  Hello World  "), "hello world")

    def test_empty_string(self):
        self.assertEqual(process_input("  "), "")

    def test_invalid_input(self):
        with self.assertRaises(ValueError):
            process_input(123)
  2. 問題2: 入力が数値の場合にどのように処理するかを変更した `process_input` 関数を実装してください。
    模範解答:

    
def process_input(user_input):
    if isinstance(user_input, (int, float)):
        return str(user_input)
    if not isinstance(user_input, str):
        raise ValueError("Input must be a string")
    return user_input.strip().lower()
  3. 問題3: `process_input` 関数に対して、異常系のテストケースを追加してください。
    模範解答:

    
def test_invalid_type(self):
    with self.assertRaises(ValueError):
        process_input(None)
  4. 問題4: `process_input` 関数に対するテストを実行するためのメイン関数を作成してください。
    模範解答:

    
if __name__ == '__main__':
    unittest.main()
  5. 問題5: TDDのプロセスを実践した結果、どのような改善点があったかを述べてください。
    模範解答: TDDを実践することで、コードの信頼性が向上し、バグの発見が早まりました。また、テストがドキュメントとしての役割を果たし、コードの理解が容易になりました。

まとめ

  • TDDは品質の高いソフトウェアを構築するための効果的な手法である。
  • 具体的なシチュエーションに基づいたテストケースの設計が重要である。
  • テストを通じてコードの改善点を見つけ、リファクタリングを行うことで、より良いコードが生まれる。
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