1.
+
状態遷移テスト
2013年12月14日（土） WACATE 2013 冬
WACATE実行委員会 朱峰錦司

2.
+
はじめに
WACATE 2013 冬
2013/12/14

3.
+
3
自己紹介
 朱峰錦司（あけみねきんじ）@kjstylepp
 某豊洲にあるSIer
技術開発本部 プロアクティブ・テスティングCOE



全社向けテストプロセスの策定・普及展開
上記プロセスを実現したツールの開発・普及展開
その他対外活動


書籍：革新を続けるソフトウェア生産技術
Web連載：実践！テスト自動化の勘所

http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20120919/423524/
 WACATE実行委員
 テスト自動化研究会

キーワード駆動テスト勉強会
WACATE 2013 冬
2013/12/14

4.
+
4
お品書き
1.
状態遷移テスト概要
2.
状態遷移モデル
3.
状態遷移テスト
4.
自動化ツール
WACATE 2013 冬
2013/12/14

5.
+
1. 状態遷移テスト概要
WACATE 2013 冬
2013/12/14

6.
+
6
1.1 状態遷移テストとは
 状態遷移モデルを参照してテストケースを作成す
るテスト設計技法
 仕様をもとにテストケースを作成するのでブラックボッ
クステストに該当
 仕様モデルをベースにして（ある程度）機械的にテストケー
スを作成するのでモデルベースドテストに該当
WACATE 2013 冬
2013/12/14

7.
+
7
1.2 モデルベースドテストとは
 モデルを活用してテスト成果物を作成する技術
モデル
詳細化・開発
生
成
抽象化された
テスト
WACATE 2013 冬
この過程がモデル
ベースドテスト
詳細化・開発
実システム
実
行
実行可能な
テスト
2013/12/14

8.
+
8
1.3 モデルベースドテストの注意点
 入力となるモデルの質に大きく依存
 よい状態遷移モデルをかけないと、状態遷移テストの価
値が低くなる
 作成されるテストケースは抽象的
 実際に実行可能なテストケースにするために、情報を付
与する必要がある
WACATE 2013 冬
2013/12/14

9.
+
2. 状態遷移モデル
WACATE 2013 冬
2013/12/14

10.
+
10
2.1 モデル
 開発対象のシステム（＝テスト対象）の振る舞い
や性質を特定の観点で抽象化して表現したもの
 ひとつのモデルで全ての仕様を表現することは不可能
WACATE 2013 冬
2013/12/14

11.
+
11
2.2 モデルの種類
 様々な観点によるモデリング手法が存在
 状態遷移モデル
 論理モデル
本日はこれの話
 組合せモデル
 フローモデル
 代数モデル
 統計モデル
 システム特性に応じて適切なモデリング手法を選
択する必要がある
 しっかりと文法／メタモデルを決めて記述
 誰かが適当に書いた絵ではモデルとしての価値が低い
WACATE 2013 冬
2013/12/14

12.
+
12
2.3 状態遷移モデル（1/2）
 システムの状態の変化に着目してシステムの振る
舞いをモデリング
 構成要素
 様々な書き方が存在
 基本的な構成要素は以下の通り
事前状態
WACATE 2013 冬
イベント[事前条件]
／アクション
事後状態
2013/12/14

13.
+
13
2.3 状態遷移モデル（2/2）
 構成要素
構成要素
説明
状態
ある時点でのシステムの状態を表現。
初期状
態
特殊な状態。モデルで表現したい状態遷移の
開始時点を表現。
終了状
態
特殊な状態。モデルで表現したい状態遷移の
終了時点を表現。なくてもよい。
イベント
状態遷移が発生するきっかけ。
事前条件
状態遷移の分岐条件。
アクショ
ン
状態遷移の結果、システムに発生する状態遷
移以外の変化。
WACATE 2013 冬
2013/12/14

14.
+
14
（参考）state machineのメタモデル
出典：UML Superstructure Specification, v2.4.1
WACATE 2013 冬
2013/12/14

15.
+
15
2.4 状態遷移モデルの書き方
 状態遷移図
 直観的で書きやすい
 全体の概要把握に向いている
 状態遷移表
 仕様の漏れを発見できる
 網羅的に整理するのに向いている
WACATE 2013 冬
2013/12/14

16.
+
16
2.4.1 状態遷移図の例
WACATE 2013 冬
2013/12/14

17.
+
17
2.4.2 状態遷移表の例（1/2）
 事前状態／事後状態を軸にした場合
事前状態
／
事後状態
商品選択
不可
商品選択
不可
商品選
択
可能
商品搬出
中
商品選択
商品搬出
中
懸賞中
搬出完了
[懸賞購入
でない]
搬出完了
[懸賞購入]
懸賞終了
[落選]
WACATE 2013 冬
懸賞当
選
貨幣投入
商品選択
可能
懸賞当選
懸賞中
懸賞終了
[当選]
商品選択
2013/12/14

18.
+
18
2.4.2 状態遷移表の例（2/2）
 事前状態／イベントを軸にした場合
事前状態／イベン
ト
貨幣投入
商品選択不可
商品選択
可能
商品選択可能
商品選択
商品選択不可
[懸賞購入]
商品選択不可
[懸賞購入でない]
商品選択不可
[落選]
懸賞中
懸賞当選
懸賞終了
商品搬出中
商品搬出中
WACATE 2013 冬
搬出完了
懸賞当選
[当選]
商品搬出中
2013/12/14

19.
+
19
（参考）状態変数の扱い（1/2）
 状態に変数を持たせることでより効率的なモデリ
ングが可能
 例題
 非常にシンプルなWebフォームの画面状態遷移を考える
えええええ
• あああああ
• いいいいい
• ううううう
WACATE 2013 冬
追加
削除
削除
削除
追加
•
•
•
•
あああああ
いいいいい
ううううう
えええええ
削除
削除
削除
削除
2013/12/14

20.
+
20
（参考）状態変数の扱い（2/2）
 変数を使わないと…
追加
リストが0件
追加
リストが1件
削除
リストが2件
・・・
削除
 変数（とアクション）を使うと…
変数x:リスト件数
追加／x=1
リストが0件
追加／x++
リストが1件以上
削除[x==1]／x=0
WACATE 2013 冬
削除[x>1]／x-2013/12/14

21.
+
21
2.5 状態遷移モデルの使いどころ
 組込みシステム
 ユーザ操作や信号受信などをイベントとしてモデリング

同期／非同期などの複雑な仕様の表現に適している
 近年は状態遷移モデルに対するモデル検査を実施するこ
とも増えてきている
 業務システム
 データモデルのライフサイクル
 UIの変化
WACATE 2013 冬
2013/12/14

22.
+
22
（参考）モデル検査
 モデル（＝設計）自体の妥当性を検証する技術
 稀にモデルベースドテストと混同されることがあるが、
全く違う技術
 テストではないが、品質向上に寄与する技術

テストでは難しい「○○しないこと」をチェックする手段
来年の冬あたりに
入門セッション
できるといいな
 モデルがある性質を満たすかどうかをチェック
 デッドロックしないこと
 一般ユーザが特権業務を実施できないこと
WACATE 2013 冬
2013/12/14

23.
+
23
2.6 状態遷移モデルを書くコツ（1/2）
 図から？表から？
 まずは紙ベースで試行錯誤しながら状態遷移図
 粒度感が決定したら状態遷移表

抜け漏れのないモデリングのため
 必要に応じて状態遷移図に変換
 ツールを使う場合は…
 リアルタイムで状態遷移表で網羅具合を確認しながら状
態遷移図を作成
WACATE 2013 冬
2013/12/14

24.
+
24
2.6 状態遷移モデルを書くコツ（2/2）
 状態から？遷移から？
 どちらでもよい
 不慣れなときは遷移からのほうが書きやすい（かも）


振る舞いをイベントとして列挙
 「会員登録する」「入金する」…etc
イベントの事前条件や期待結果を状態として定義
WACATE 2013 冬
2013/12/14

25.
+
25
2.7 誰がモデル書くか？
 理想
 設計者が設計時に書いてくれる
 現実
 私はあまり見たことがない…
 なければテストエンジニアが書く


モデルを自分で整理することで仕様理解が促進される
仕様もれの指摘にもつながる
 ex.) 業務フローをもとにデータモデルの状態遷移を整理したら
考慮されていない振る舞いのパターンが見つかった
WACATE 2013 冬
2013/12/14

26.
+
3. 状態遷移テスト
WACATE 2013 冬
2013/12/14

27.
+
27
3.1 完全なテストは不可能
 完全な仕様は誰にも書けないため
 網羅型のテスト設計技法で考えるべきこと
 網羅対象


何を網羅するか？
状態遷移テストの場合は状態遷移モデル
 カバレッジ基準（網羅基準）


対象をどう扱えれば100点とするか？
 ex.) C0カバレッジ vs. C1カバレッジ
状態遷移テストの場合はスイッチカバレッジが一般的
WACATE 2013 冬
2013/12/14

28.
+
28
3.2 スイッチカバレッジ
 1つ以上の連続する遷移列のパターンを網羅して
いるかどうか
 0スイッチ

個々の遷移をテストすれば100点
 1スイッチ

連続する2遷移のパターンを網羅すれば100点
 nスイッチ

連続する(n+1)遷移のパターンを網羅すれば100点
 どこまでやるかはプロジェクト次第
 0スイッチは最低限実施
WACATE 2013 冬
2013/12/14

29.
+
29
3.2.1 0スイッチ網羅の例
 個々の遷移をテストケースとして抽出
 下記の例では4パターン
[x]
A
B
C
1. A -> B
2. B -> C
3. C -> C
4. C -> B
[¬x]
 0スイッチ網羅のコツ
 状態遷移表を作成する


表のセル1つが1遷移を表現
全セルに対応するテストケースを
作成すれば0スイッチ網羅ができる
WACATE 2013 冬
事前状態
／
事後状態
A
A
B
○
○
B
C
C
○
[¬x]
○
[x]
2013/12/14

30.
+
30
3.2.2 1スイッチ網羅の例
 連続する2遷移をテストケースとして抽出
 下記の例では6パターン
[x]
A
B
C
[¬x]
WACATE 2013 冬
1. A -> B -> C
2. B -> C -> C
3. B -> C -> B
4. C -> C -> C
5. C -> C -> B
6. C -> B -> C
2013/12/14

31.
+
小演習
WACATE 2013 冬
2013/12/14

32.
+
32
題材
 シンプルな音楽プレイヤー
 ボタンは「停止」「再生」「早送り」の3つ
WACATE 2013 冬
2013/12/14

33.
+
33
問題
 状態遷移表に変換して仕様もれを指摘しよう
 状態遷移表から0スイッチ網羅をするようなテス
トケースを作成しよう
WACATE 2013 冬
2013/12/14

34.
+
34
状態遷移表
事前状態／
イベント
WACATE 2013 冬
2013/12/14

35.
+
35
テストケース
項
番
事前条件
操作
期待結果
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
WACATE 2013 冬
2013/12/14

36.
+
36
小演習の回答（1/2）
事前状態／
イベント
再生ボタン
押下
停止ボタン
押下
早送りボタン
押下
電源OFF
停止中
電源OFF
電源OFF
停止中
再生中
電源OFF
停止中
再生中
一時停止
停止中
再生中
一時停止
再生中
停止中
一時停止
WACATE 2013 冬
2013/12/14

37.
+
37
小演習の回答（2/2）
事前条件
項
番
操作
期待結果
1
電源OFFであること
再生ボタン押下
停止中となる
2
電源OFFであること
停止ボタン押下
電源OFFのまま
3
電源OFFであること
早送りボタン押下 電源OFFのまま
4
停止中であること
再生ボタン押下
曲が再生される
5
停止中であること
停止ボタン押下
電源OFFとなる
6
停止中であること
早送りボタン押下 停止中のまま曲送りされる
7
再生中であること
再生ボタン押下
曲が一時停止する
8
再生中であること
停止ボタン押下
曲が停止する
9
再生中であること
早送りボタン押下 曲送りされて再生される
10
一時停止していること 再生ボタン押下
曲が再生される
11
一時停止していること 停止ボタン押下
停止中となる
12
一時停止していること 早送りボタン押下 一時停止のまま曲送りされる
WACATE 2013 冬
2013/12/14

38.
+
4. 自動化ツール
WACATE 2013 冬
2013/12/14

39.
+
39
4.1 状態遷移テストの自動化ツール
 モデルベースドテストの自動化
 入力となるモデルとテスト設計プロセスが明確なため自
動化が可能
 状態遷移テストの自動化ツール
 stateMatrix
 astah*
品質スイート
 ZIPC
WACATE 2013 冬
2013/12/14

40.
+
40
4.2 stateMatrixのデモ
 OSSの状態遷移テスト支援ツール
 メンテはもうだいぶ前に止まっている
 Excelで記述した状態遷移表から指定のスイッチ
カバレッジにもとづいた遷移列を生成
WACATE 2013 冬
2013/12/14

41.
+
41
4.3 astah* 品質スイートのデモ
 有償のastah*製品のプラグイン
 状態遷移モデリングをサポート
 状態遷移表をリアルタイム表示
 指定のスイッチカバレッジにもとづいた遷移列を生成
WACATE 2013 冬
2013/12/14

42.
+
42
（参考）テストツールまるわかりガイド
 NPO法人ASTERから発行されたテストツールの
辞書のようなドキュメント
 テストツールをジャンル別に整理したのが特徴
 「状態遷移テストツール」も存在
 組織のテスト自動化具合の診断もついているので
ぜひやってみてください
WACATE 2013 冬
2013/12/14

43.
+
まとめ
WACATE 2013 冬
2013/12/14

44.
+
44
状態遷移テストとは
 状態遷移モデルを参照してテストケースを作成す
るテスト設計技法
 状態遷移テストの適用手順
 状態遷移モデルの作成
 スイッチカバレッジを用いて網羅的にテスト設計

0スイッチ網羅は状態遷移表を書くことで実現
 必要な情報を付与して実行可能なテストケースに
WACATE 2013 冬
2013/12/14

45.
+
45
使う上でのポイント
 まずは状態遷移モデルを書こう
 図から？表から？
 状態から？遷移から？
 設計者が書く？テストエンジニアが書く？
 自動化をしよう
 有償/無償さまざまなツールが存在
WACATE 2013 冬
2013/12/14

46.
+
2013/12/14
まずはモデリングから！
WACATE 2013 冬