テストダブルの実践：フェイクを活用した堅牢なユニットテストの設計

ソフトウェア開発において、ユニットテストは品質保証の要となります。
しかし、外部依存関係を持つコードのテストは、しばしば課題となります。

本記事では、テストダブルの一種である「フェイク」に焦点を当て、その利点と効果的な使用方法について解説します。

フェイクとは

フェイクは、プロダクションコードの依存関係を模倣した、テスト用の代替実装です。
フェイクは以下の特徴を持ちます。

本物の依存関係と同じインターフェースを実装
簡素化された内部実装
外部システムとの連携を内部状態の管理で代替

フェイクを使用することで、テストの信頼性を高め、実装の詳細に縛られないテストを書くことができます。

フェイクの実装例

以下に、オンラインショッピングシステムの一部として、在庫管理システムのフェイクを実装する例を示します。
まず、在庫管理システムのインターフェースを定義します。

from abc import ABC, abstractmethod

class InventorySystem(ABC):
    @abstractmethod
    def check_stock(self, product_id: str) -> int:
        pass

    @abstractmethod
    def reduce_stock(self, product_id: str, quantity: int) -> bool:
        pass

次に、このインターフェースを実装したフェイクを作成します。

class FakeInventorySystem(InventorySystem):
    def __init__(self):
        self._stock = {}

    def check_stock(self, product_id: str) -> int:
        return self._stock.get(product_id, 0)

    def reduce_stock(self, product_id: str, quantity: int) -> bool:
        if product_id not in self._stock:
            return False
        if self._stock[product_id] < quantity:
            return False
        self._stock[product_id] -= quantity
        return True

    # テスト用のヘルパーメソッド
    def set_stock(self, product_id: str, quantity: int):
        self._stock[product_id] = quantity

このフェイクは、実際のデータベースやAPI呼び出しを行う代わりに、内部の辞書を使用して在庫を管理します。

フェイクを使用したテスト

次に、このフェイクを使用して、注文処理システムをテストする例を見てみましょう。

import unittest

class OrderProcessor:
    def __init__(self, inventory_system: InventorySystem):
        self.inventory_system = inventory_system

    def process_order(self, product_id: str, quantity: int) -> bool:
        if self.inventory_system.check_stock(product_id) >= quantity:
            return self.inventory_system.reduce_stock(product_id, quantity)
        return False

class TestOrderProcessor(unittest.TestCase):
    def setUp(self):
        self.fake_inventory = FakeInventorySystem()
        self.order_processor = OrderProcessor(self.fake_inventory)

    def test_process_order_sufficient_stock(self):
        self.fake_inventory.set_stock("PROD001", 10)
        result = self.order_processor.process_order("PROD001", 5)
        self.assertTrue(result)
        self.assertEqual(self.fake_inventory.check_stock("PROD001"), 5)

    def test_process_order_insufficient_stock(self):
        self.fake_inventory.set_stock("PROD002", 3)
        result = self.order_processor.process_order("PROD002", 5)
        self.assertFalse(result)
        self.assertEqual(self.fake_inventory.check_stock("PROD002"), 3)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

このテストでは、フェイクの在庫システムを使用して、注文処理システムの動作を検証しています。
在庫が十分にある場合と不足している場合の両方をテストしています。