境界値テストの作り方：未満・ちょうど・超えるを試す

今回やること

年齢から登録可否を判定する関数を題材に、同値分割と境界値分析でケースを選び、Node.jsの標準テスト機能で実行します。

進め方は次のとおりです。

1. 仕様を文章で決める
2. 入力を同じ結果になるグループへ分ける
3. 結果が切り替わる境界を見つける
4. 境界の直前・一致・直後を表にする
5. テストを実行して期待結果と比べる

境界値テストとは

境界値テストは、結果が切り替わる値の近くを重点的に確認する方法です。

「18歳以上なら登録できる」という条件では、17歳と18歳の間で結果が変わります。20歳だけで確認すると、age > 18という間違いを見逃します。17、18、19を試せば、少ないケースで発見できます。

仕様を決める

今回は次の仕様を使います。

• 入力は年齢を表す整数
• 入力できる範囲は1〜20
• 1〜17歳は登録できない
• 18〜20歳は登録できる
• 範囲外や整数でない値はエラー

年齢の最小刻みは1です。境界の直前と直後は1小さい値、1大きい値です。入力範囲や刻みが不明なら、テストを書く前に確認します。

同値分割と境界値分析の違い

同値分割は、同じ結果になると考えられる入力をグループに分ける方法です。

今回の入力は4つの同値クラスに分けられます。

各グループから代表値を選びます。境界値分析は、グループの境目を詳しく確認する方法です。

• 同値分割：入力全体を広く見る
• 境界値分析：結果が変わる端を詳しく見る

直前・一致・直後を表にする

今回の境界は、下限1、登録開始18、上限20の3つです。

19は2つの境界で候補になりますが、同じ期待結果なので1回で十分です。

三点法は、整数で最小刻みが1と決まっている今回の仕様で使えます。小数を許す場合は、先に0.1や0.01などの最小刻みを決めます。

Node.jsでテストを実行する

作業用フォルダに registration.test.mjs を作り、次のコードを保存してください。

import assert from "node:assert/strict";
import test from "node:test";

function canRegister(age) {
  if (!Number.isInteger(age)) {
    throw new TypeError("age must be an integer");
  }

  if (age < 1 || age > 20) {
    throw new RangeError("age must be between 1 and 20");
  }

  return age >= 18;
}

test("入力範囲の下限を確認する", () => {
  assert.throws(() => canRegister(0), RangeError);
  assert.equal(canRegister(1), false);
  assert.equal(canRegister(2), false);
});

test("登録開始の境界を確認する", () => {
  assert.equal(canRegister(17), false);
  assert.equal(canRegister(18), true);
  assert.equal(canRegister(19), true);
});

test("入力範囲の上限を確認する", () => {
  assert.equal(canRegister(20), true);
  assert.throws(() => canRegister(21), RangeError);
});

test("整数ではない入力を拒否する", () => {
  assert.throws(() => canRegister(18.5), TypeError);
});

ターミナルでファイルを保存したフォルダへ移動し、実行します。

node --test registration.test.mjs

成功を確認する

成功すると、結果に次の数が表示されます。

# pass 4
# fail 0

表示の細部は環境で異なります。4件成功、失敗0件なら完了です。age >= 18を一時的にage > 18へ変えると18歳のテストが失敗します。確認後は>=へ戻します。

境界値テストを作る5手順

1. 型・範囲・刻みを書く：整数か小数か、最小値と最大値はいくつかを確認します。
2. 同値クラスに分ける：同じ結果になる正常入力と範囲外入力を整理します。
3. 境界を見つける：「以上」「未満」などの条件と入力範囲の端に注目します。
4. 三点を選ぶ：直前・一致・直後の期待結果を書き、重複値はまとめます。
5. 仕様と比べる：失敗したら、実装とテストのどちらが仕様と違うか確認します。

よくあるつまずき

• 代表値だけを試す：20歳だけでなく、登録開始の17・18・19も試します。
• 「以上」を取り違える：「18歳以上」は18を含むためage >= 18です。
• 切り替え条件だけを見る：入力範囲の下限1と上限20も境界です。
• 実装から期待値を作る：同じ間違いを写さず、仕様と表から決めます。

練習

次の仕様で、同値クラスと境界値を考えてください。

• 参加人数は1〜30の整数
• 1〜9人は通常料金
• 10〜30人は団体料金
• 範囲外や整数でない値はエラー

1. 同値クラスを4つ書く
2. 下限1、団体料金開始10、上限30の直前・一致・直後を書く
3. node:testで確認するなら、どの値をテストするか書く

解答・確認基準

同値クラスは、0以下、1〜9、10〜30、31以上です。

境界値は次のようになります。

• 下限：0はエラー、1と2は通常料金
• 団体料金開始：9は通常料金、10と11は団体料金
• 上限：29と30は団体料金、31はエラー

0と31は範囲外、1と30は許可範囲の端、9と10は料金が切り替わる両側です。2、11、29は境界を越えた側でも同じ結果が続くことを確認します。非整数の10.5も追加します。

まとめ

• 同値分割は、同じ結果になる入力をグループに分ける
• 境界値分析は、結果が切り替わる端を詳しく確認する
• 整数刻み1なら、境界の直前・一致・直後を選べる
• 切り替え条件だけでなく、入力範囲の上下限も確認する
• 期待結果は実装ではなく仕様から作る

次のステップ

次は、テストを先に書いてから実装するTDD入門へ進みましょう。

参考リソース

• Node.js Test runner
• Node.js Strict assertion mode
• ISTQB Glossary: Boundary Value Analysis

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