プロパティベーステスト

目次

• 概要
• 使用場面
• 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（性質）や不変量（インバリアント）を満たすことを検証します。このアプローチにより、例ベースのテストが見逃しやすいエッジケースやバグを発見できます。

使用場面

• 数学的性質を持つアルゴリズムのテスト
• 常に成立すべき不変量の検証
• エッジケースの自動発見
• パーサーとシリアライザーのテスト（ラウンドトリッププロパティ）
• データ変換の検証
• ソート、検索、データ構造操作のテスト
• 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/ ディレクトリの詳細な実装:

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

ベストプラクティス

✅ すべきこと

• 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
• 数学的性質（可換性、結合性など）をテストする
• ラウンドトリップエンコード/デコードを検証する
• シュリンキングを使用して最小限の失敗ケースを見つける
• 既知のエッジケースに対して例ベースのテストと組み合わせる
• 常に成立すべき不変量をテストする
• 現実的な入力分布を生成する

❌ すべきでないこと

• トートロジーであるプロパティをテストする
• 入力生成を過度に制限する
• シュリンクされたテスト失敗を無視する
• すべての例ベースのテストをプロパティに置き換える
• 実装の詳細をテストする
• 制約なしで無効な入力を生成する
• ジェネレータのエッジケース処理を忘れる