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ミューテーションテスト

テストコードの品質を、意図的にコードを変異させて検証する手法

テスト品質

ミューテーションテストとは

ミューテーションテスト (Mutation Testing) は、ソースコードに意図的な変異 (ミュータント) を加え、既存のテストがその変異を検出できるかを検証する手法である。テストの品質を測る「テストのテスト」と言える。

コードカバレッジが 100% でも、テストが実際にバグを検出できるとは限らない。ミューテーションテストは、テストの検出力 (バグを見つける能力) を定量的に評価する。

仕組み

1. 元のコード: if (age >= 18) return "adult";
2. ミュータント生成: if (age > 18) return "adult";  (>= を > に変異)
3. テスト実行: age=18 のテストケースがあれば失敗 → ミュータント「殺された」(検出成功)
              age=18 のテストがなければ通過 → ミュータント「生存」(テスト不足)

ミューテーションスコア

ミューテーションスコア = 殺されたミュータント数 / 全ミュータント数 × 100%
スコア 評価
90% 以上 テストの検出力が高い
70〜90% 改善の余地あり
70% 未満 テストが不十分

代表的な変異演算子

演算子 元のコード 変異後
条件境界 >= >
否定 if (x) if (!x)
算術演算子 a + b a - b
戻り値 return true return false
削除 validate(input) (行を削除)

コードカバレッジとの違い

指標 コードカバレッジ ミューテーションスコア
測定対象 コードの実行率 テストの検出力
弱点 実行しただけで検証していないコードも 100% 計算コストが高い
例 add(1, 2) を呼ぶだけで行カバレッジ 100% add の結果を assertEquals で検証しないとミュータント生存

ツール

言語 ツール
JavaScript/TypeScript Stryker
Java PIT (pitest)
Python mutmut
Rust cargo-mutants

実務での活用

全コードにミューテーションテストを適用すると実行時間が膨大になるため、以下のように対象を絞る。

  • ビジネスロジックの核心部分 (金額計算、権限チェック) に限定する
  • 新規コードの PR レビュー時に CI で実行する
  • コードカバレッジが高いのにバグが出る領域に適用する

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