TDD(テスト駆動開発)について

はじめに

本記事では、これから TDD の導入を考えている方や、TDD を導入している案件に携わる方に向けて、私が実際に TDD をやってみて感じたメリット・デメリットをまとめたいと思います。

テストの重要性

テストは、ソフトウェアの品質向上や開発効率化に欠かせないものになってきています。テストを効果的に活用することで、ソフトウェアの品質や信頼性を向上させ、開発コストを削減することができます。

TDD(テスト駆動開発)とは

テスト駆動開発（Test-Driven Development、TDD）は、ソフトウェア開発の手法の一つで、テストの作成から始めて、その後にコードを実装するというサイクルを繰り返すことで、品質の高いソフトウェアを開発する手法です。手動テストするのではなく、JestやJUnitなどのテストフレームワークを使用します。

一般的な開発では、下図のように設計とテスト作成は分けて行うと思います。

TDD では、最初にテストを作成します。テスト作成 ≒ 設計のようなイメージです。

TDD の基本サイクル

TDD は「レッド」「グリーン」「リファクタリング」と呼ばれる工程で進められます。各工程で何をするのか、説明していきます。

レッド

要件から、実装する機能のテストを作成します。この段階では実装をしていないので、テストはすべて失敗します。テストツールを使っているときにテストが失敗すると赤色でエラー表示されるため、この工程はレッドと呼ばれます。

グリーン　

レッドで作成したテストをもとに、実装を行います。ここで重要なのは、完璧なコードを書くことではなく、先に設定したテスト条件を全てクリアさせるだけの「最小限」のコードを書くということです。テストツールを使っているときにテストが通ると緑色でエラー表示されるため、この工程はグリーンと呼ばれます。

リファクタリング

すべてのテストが通るようになったら、リファクタリングを行ってコードの可読性を高めます。この工程は後回しになりがちですが、プログラムの規模が大きくなると大変になってしまうので、こまめにリファクタリングすることをお勧めします。

TDD のメリット

TDD を実施すると、以下のようなメリットがあります。

安心して実装ができる

テスト条件を全てクリアさせるように実装することで、実装漏れやバグの発生を抑制できます。また、何を実装すれば良いのかはテストを見ればすぐにわかるので、工数の削減が期待できます。

品質向上

テストが既にあることで、開発者がコードを変更する際にも、影響を受ける他の部分に対して問題がないかを確認できます。また、テストが十分にカバレッジされている場合、バグやエラーを早期に発見できるため、ソフトウェアの信頼性が向上します。

ドキュメントとしての役割

テストコードはソフトウェアの仕様や振る舞いを示すドキュメントとして機能します。ソフトウェアの動作がテストによって明確になり、コードの理解が容易になります。テストコードはソフトウェアの変更に伴って、常に最新の状態に保つ必要があります。そのため、テストコードはソフトウェアのバージョン管理システムに登録し、管理することが一般的です。

リファクタリングのサポート

リファクタリングを行う前に、テストケースを実行して、リファクタリング後にもテストが通ることを確認することで、ソフトウェアの外部的な振る舞いを保てていることになるため、安全にリファクタリングを行うことができます。また、リファクタリングで起きがちなデグレ(デグレード)やバグの発生を防止できます。

TDD のデメリット

TDD は、ソフトウェアの品質向上や開発効率化に効果的な手法ですが、導入にはいくつかの課題があります。

テストを作るのに時間(工数)がかかる

TDD は、テストコードを先に作成する必要があるため、開発プロセス全体において時間がかかることがあります。ただし、長期的にはバグの減少や品質向上が見込めることから、開発全体で考えると時間の節約と考えることもできます。

熟練度と学習コスト

TDD は、初めて取り組む開発者にとっては学習コストがかかる場合があります。効果的なテストを作成するためには、適切なテストケースを選択し、適切なカバレッジを持つことが必要です。しかし、開発の初期段階に完璧なテストコードを書くのは難しいので、今思い浮かぶ機能の中でテストを作成し、仕様変更などのタイミングでより細かいテストを増やしていく方針で進めていました。

テストの保守

ソフトウェアの変更に伴い、テストコードも頻繁に更新する必要があるため、テストの保守に工数がかかることがあります。 TDD を導入する際にはその負担をチームに理解してもらう必要があります。

課題の解決策

TDD の課題を解決するためには、以下のような対策が考えられます。

テストコードの自動生成ツールを活用する

テストコードの自動生成ツールとは、ソフトウェアの設計や仕様を元に、テストコードを自動的に生成してくれるツールです。例えば、テストフレームワークにJestを使用しているのであれば、jest-test-genなどがあります。テストコードの自動生成ツールを活用することで、テストコードの作成にかかる時間を短縮することができます。

テストケースの標準化を図る

テストケースの標準化とは、テストケースの作成や評価に使用するルールや手法を定義することです。テストケースの標準化をすることで、開発者の経験やスキルに依存することなくテストコードを作成できるため、テストコードの作成や保守の効率化を図ることができます。

チームでのテスト文化を醸成する

チームでのテスト文化を醸成することで、テストの重要性や必要性を理解してもらい、テストへの協力を得やすくなります。

まとめ

私は気になるところがあるとすぐにリファクタリングしたくなっちゃう性格なので、TDD にはとても助けられています。 TDD は、一見面倒な手法に思われるかもしれませんが、バグの早期発見や仕様の理解、コードの品質向上など、多くのメリットがあります。メリットとデメリットを理解した上で、適切に活用していきましょう！