猫でも分かるソフトウェアのテスト網羅（7）：C2カバレッジは「裸の王様」：山浦恒央の“くみこみ”な話（90）（1/3 ページ）
「制御パステスト」をテーマとする「猫でも分かるソフトウェアのテスト網羅」シリーズの第7回（最終回）では、前回に引き続き、パス・カバレッジの王者である「C2カバレッジ」の弱点を解説します。
1．はじめに
制御パステストは命令文や分岐に着目し、プログラムが実装された通りに動作するか確認する手法です。カバレッジは、プログラムの命令文や分岐の網羅をチェックして、これに関するバグを検出する制御パステストの手法です。パステストの代表的な基準が、C0、C1、C2カバレッジで、ホワイトボックステストの王様と言えます。中でも、C2カバレッジは、「最強のパステスト手法」、「パス網羅の王者」ですが、見ようによっては「裸の王様」です。命令語や分岐以外にも、バグはたくさんひそんでいます。
前回は、C2カバレッジの欠点のうち4つを説明しました。今回は、C2カバレッジで網羅できない「ループ」「仕様のバグ」「無意味なコード」「割り込みやマルチタスク」を解説します。
2．C2カバレッジの弱点（その2）
前回は、C2カバレッジの弱点として、「テスト項目数が爆発的に増大する」「結合したプログラム全体のカバレッジを網羅できない」「デバッグ用ツールが必須」「ブラックボックス・テストも併用する必要がある」の4つを挙げました。
今回は、「ループを考慮しない」「仕様のバグを検出できない」「怪しいコードの検出を出来ない」「割り込みやマルチタスクのバグを検出できない」の4つを取り上げます。いずれも、「裸の王様」には難物です。
2.1 ループを考慮しない
まっとうなプログラムの構造（専門用語で、「構造化プログラミング」）は、「連結（順次実行）」「分岐（if-then-elseの条件分岐）」「反復（繰り返し）」の3つに、「呼び出し（サブルーティンのコール）」を加えた4つでできています（＊1）。
＊1：今から40年前はアセンブリ言語が全盛で、私も、めちゃくちゃなプログラミングをしていました。別モジュールのど真ん中に入って20ステップほど実行して元のモジュールに戻るなんて当たり前でした。言ってみれば、真夜中に他人の家へベランダから侵入し、トイレの窓から帰るようなものです。今では、こんな乱暴狼藉を許さないため、全ての高級プログラミング言語では、その言語の文法、規則に従うと、必ず、構造化プログラミングになるよう「強制指導」しています。
for文やwhile文に代表される繰り返し処理は、非常に効率が良いのですが、プログラムが複雑化する欠点があります。特に、ループのネストが三重以上になると、プロのエンジニアでもバグも見逃す可能性がありますし、可読性が著しく低下します。参照文献［1］によるとループのバグには以下の特徴があるそうです。
- 影響度は高くない
- メモリ境界エラー、ポインタ・エラー、ファイルの領域外アクセス引き起こすことが多い
- 単体テストで検出するのが理想的
ループのエラーは、単体テストフェーズで見つかる場合が大半ですので、早いうちからバグを見つけたいところです。C0、C1、C2を100％網羅すれば、ループのエラーを摘出できるでしょうか？ C2を網羅している間にループを通れば可能でしょうが、基本的に摘出できません。ループのバグを検出したい場合は、ループに着目した特別のテストが必要です。例として表1の例を考えます。
- 仕様1：従業員の給料を計算する。
- 仕様2：従業員は1〜1万人までとする
int i, end;
scanf("%d" ,&end);
for (i = 1; i <= end; i++) {
//給料計算処理
}
上記のプログラムは、ループ終了変数（end）を入力し、1からendまでを1ずつ繰り上げて計算するプログラムです。なお、具体的な給与計算処理は記述していません。かなりシンプルで、学部1年生でも記述できそうですが、テストは簡単ではありません。よくあるループテストの方法を表2に記述します。
| テスト項目 | 確認する内容 |
|---|---|
| 0 | 従業員がいない場合が考慮されているか |
| 1 | 1人の場合でも考慮されているか |
| 代表的な数 | 代表的な値が考慮されているか |
| 最大値−1 | 最大の境界条件が考慮されているか |
| 最大値 | 最大の境界条件が考慮されているか |
| 最大値＋1 | 最大数以上が入力された場合が考慮されているか |
| 表2 ループテスト例 | |
表2は、ループテストの基本的なテスト項目例です。ループの開始と終了の境界をテストするため、0、1、最大値、最大値±1をテストします（「最大値＋1」は、むりやりパッチを当てて実施します）。加えて、代表的なループ数を入力し、正しい結果となることを確認すると良いでしょう。ループのネストや構造により、テスト項目は変わりますが、基本的には代表的な値、開始と終了の境界をテストします。
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