property-based-testing

プロパティベーステスト

目次

• 概要
• 使用する場面
• クイックスタート
• リファレンスガイド
• ベストプラクティス

概要

プロパティベーステストでは、特定の例をテストするのではなく、自動生成された幅広い入力に対して、コードが一般的なプロパティや不変条件を満たすことを検証します。このアプローチにより、例ベースのテストでは見逃されがちなエッジケースやバグを発見できます。

使用する場面

• 数学的なプロパティを持つアルゴリズムのテスト
• 常に成り立つべき不変条件の検証
• エッジケースの自動的な発見
• パーサーやシリアライザーのテスト（往復のプロパティ）
• データ変換の検証
• ソート、検索、データ構造の操作のテスト
• 予期しない入力の組み合わせの発見

クイックスタート

最小限の動作例：

# test_string_operations.py
import pytest
from hypothesis import given, strategies as st, assume, example

def reverse_string(s: str) -> str:
    """Reverse a string."""
    return s[::-1]

class TestStringOperations:
    @given(st.text())
    def test_reverse_twice_returns_original(self, s):
        """Property: Reversing twice returns the original string."""
        assert reverse_string(reverse_string(s)) == s

    @given(st.text())
    def test_reverse_length_unchanged(self, s):
        """Property: Reverse doesn't change length."""
        assert len(reverse_string(s)) == len(s)

    @given(st.text(min_size=1))
    def test_reverse_first_becomes_last(self, s):
        """Property: First char becomes last after reverse."""
        reversed_s = reverse_string(s)
        assert s[0] == reversed_s[-1]
        assert s[-1] == reversed_s[0]
// ... (see reference guides for full implementation)

リファレンスガイド

references/ ディレクトリにある詳細な実装：

ガイド	内容
Python 向け Hypothesis	Python 向け Hypothesis
JavaScript/TypeScript 向け fast-check	JavaScript/TypeScript 向け fast-check
Java 向け junit-quickcheck	Java 向け junit-quickcheck

ベストプラクティス

✅ DO

• 特定のケースではなく、一般的なプロパティに焦点を当てる
• 数学的なプロパティ（可換性、結合性）をテストする
• 往復のエンコード／デコードを検証する
• 縮小化を使って、失敗するケースを最小化する
• 既知のエッジケースには、例ベースのテストを組み合わせる
• 常に成り立つべき不変条件をテストする
• 現実的な入力分布を生成する

❌ DON'T

• 恒真となるプロパティをテストしない
• 入力生成に過剰な制約を設けない
• 縮小されたテストの失敗を無視しない
• すべての例ベースのテストをプロパティに置き換えない
• 実装の詳細をテストしない
• 制約なしに無効な入力を生成しない
• ジェネレーターでエッジケースへの対応を忘れない