分岐カバレッジとは

分岐カバレッジは、ソフトウェアテストにおいて、プログラムのソースコード内に存在するすべての条件分岐（if文やswitch文など）の真偽両方の経路が、テストケースによって実行されたかどうかを測定する指標のことです。

分岐カバレッジの概要と目的

分岐カバレッジ（Branch Coverage）は、プログラムの品質を評価するための重要な指標の一つです。コードが書かれただけでは、そのコードが意図した通りに動作するかは分かりません。テストを実行することで、その正当性を検証します。

分岐カバレッジは、テストの網羅性を高めるための指標です。if (A > B)という条件文がある場合、分岐カバレッジ100%を達成するには、A > Bが真となるテストケースと、A > Bが偽となるテストケースの両方を実行する必要があります。これにより、プログラムの異なる実行パスを網羅的にテストし、見落とされがちなバグを発見することができます。

主な目的は、テストの品質を客観的に評価し、潜在的なバグの発見率を高めることにあります。行カバレッジ（実行されたコードの行数を数える）よりも厳密な指標であり、より詳細なテストの網羅性を示します。

分岐カバレッジの計算方法

分岐カバレッジは、以下の計算式で求められます。

\text{分岐カバレッジ} = \frac{\text{実行された分岐の総数}}{\text{プログラム全体の分岐の総数}} \times 100%

  • プログラム全体の分岐の総数: if文、whileループ、forループ、switch文、三項演算子など、すべての条件分岐の総数です。各条件分岐は、真と偽の2つのパスを持つため、通常は「条件分岐の数 × 2」で計算されます。
  • 実行された分岐の総数: テストケースの実行によって通った、真のパスと偽のパスの合計数です。

計算例

以下の簡単なプログラムを例に考えます。

C

void checkNumber(int x) {
    if (x > 0) { // ①
        printf("Positive");
    } else {
        printf("Non-positive");
    }
}

このコードには、if (x > 0)という1つの条件分岐があります。この条件には「真」と「偽」の2つのパスが存在するため、プログラム全体の分岐の総数は2です。

  • テストケース1: checkNumber(5)を実行
    • x > 0が「真」となり、ifブロックが実行されます。これにより、1つの分岐（真）が実行されます。
    • 分岐カバレッジ: 1 / 2 = 50%
  • テストケース2: checkNumber(-3)を実行
    • x > 0が「偽」となり、elseブロックが実行されます。これにより、もう1つの分岐（偽）が実行されます。
    • 分岐カバレッジ: 1 / 2 = 50%
  • 両方のテストケースを実行
    • 両方の分岐が実行されるため、合計2つの分岐が実行されます。
    • 分岐カバレッジ: 2 / 2 = 100%

分岐カバレッジの重要性

分岐カバレッジを測定することは、単に数字を追うだけでなく、以下のような重要な意味を持ちます。

  • 潜在バグの発見
    • テストケースが通っていない分岐パスを特定し、その部分に潜むバグを発見する機会を提供します。例えば、上記の例で、elseブロックにバグがあった場合、checkNumber(-3)を実行しなければそのバグは見つかりません。
  • テスト品質の向上
    • 分岐カバレッジの目標値を設定することで、テスト計画がより網羅的で体系的になります。
  • コード品質の評価
    • 分岐カバレッジが低いコードは、テストが不十分であるだけでなく、複雑で理解しにくい構造になっている可能性を示唆します。

分岐カバレッジは、ソフトウェアの品質保証プロセスにおいて、テストの有効性を定量的に評価するための不可欠なツールです。

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