【設計入門2026 #18】モジュールを分ける

テストとモジュール分割

テストの意義

今日の開発・運用においてソフトウェアテスト(自動テスト)は必須のものです。

単に書いたコードの正当性を確認するだけにとどまらず

改修によって想定外の箇所が仕様を満たさなくなる(デグレード)ことの検知
内部改善(リファクタリング)を行った場合に、動作が変わっていないことの担保

など、後の運用期間全てに渡って使われ続けます。

逆に自動テストがなければ、何か変更があるたびにそのシステムは仕様が変わってしまう可能性が出てきます。

そうならないためにはなるべく網羅性の高いテストを書き、維持する必要がありますが、どのようにすれば良いでしょうか？

モジュール分割

ソフトウェアとは、つまるところ以下のようなものです。

入力が与えられたら何かを行い出力を返す
処理によって状態を書き換えることがある
- 処理が終わっても残り続け、次以降の処理に影響を与えるもの

例

Webアプリケーションの場合

これを十分にテストするためには、入力・状態の組み合わせに対して正しい出力・状態を返すことを保証すれば良いでしょう。つまりざっくりと式にすると

f(入力, 事前状態) = (出力, 事後状態)

を、考えられる全てのパターンに対してチェックすれば良いことになります。

ところが現実には入力も状態も数・種類ともに膨大で、とても全パターンチェックできるようなものではありません。

そこでソフトウェアを細かい独立単位(モジュール)に分割し、パターン数を抑えようというのがテスト観点でのモジュール分割です。

「モジュール」をどういう単位で扱うかは場合によります。1モジュール=1クラス、1関数として扱う場合もあれば、複数のクラスや関数をまとめて1モジュールとすることもあります。

💡

なお型がない場合、入力値のパターンが常に無限大なのでテストパターンも無限大になります。

例

💡

簡単にするために、状態を持たない関数の例を取り上げます。

マッチングサービスを作ることを考えます。このサービスの契約条件は以下です。

🤝

結婚可能年齢に達している かつ 年収500万円以上

＊結婚可能: 2022年以前の基準(男性18歳、女性16歳)

この判定条件を実装すると、以下のようになるでしょう。

def isAcceptable(
  sex: "man" | "woman",
  age: Age, # 0~99とする
  income: Income # 0~999(単位:百万)とする 
) -> bool:
    if sex == "man" and age.value >= 18 or sex == "woman" and age.value >= 16:
        if income.value >= 5:
            return true
    return false

type Sex = "man" | "woman";
type Age = { value: number }; // 0~99とする
type Income = { value: number }; // 0~999(単位:百万)とする

function isAcceptable(
  sex: Sex,
  age: Age,
  income: Income
): boolean {
  if (
    (sex === "man" && age.value >= 18) ||
    (sex === "woman" && age.value >= 16)
  ) {
    if (income.value >= 5) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

この関数の動作を完全に保証するためのパターン数はどうなるかを考えると

2 x 100 x 1,000 = 200,000(通り)

となります。

さて、この条件において、「性別/年齢」と「年収」の条件は互いに独立していそうです。

なので関数を分割してみるとどうでしょう。

# 関数の分割方法はあくまで一例です

def isMarriable(
    sex: "man" | "woman",
    age: Age
) -> bool:
    return sex == "man" and age.value >= 18 or sex == "woman" and age.value >= 16

def isRich(income: Income) -> bool:
    return income.value >= 5

def isAcceptable(
    isMarriable: bool
    isRich: bool
) -> bool:
    return isMarriable and isRich
    
# 使うとき
isAcceptable(isMarriable("man", 30), isRich(10)) # True

// 関数の分割方法はあくまで一例です

type Sex = "man" | "woman";
type Age = { value: number };
type Income = { value: number };

function isMarriable(
  sex: Sex,
  age: Age
): boolean {
  return (
    (sex === "man" && age.value >= 18) ||
    (sex === "woman" && age.value >= 16)
  );
}

function isRich(income: Income): boolean {
  return income.value >= 5;
}

function isAcceptable(
  isMarriable: boolean,
  isRich: boolean
): boolean {
  return isMarriable && isRich;
}

// 使うとき
isAcceptable(
  isMarriable("man", { value: 30 }),
  isRich({ value: 10 })
); // true