はじめに
「手書きのテストケースで思いつかない境界値があった」「数値計算のバグが特定の入力でのみ発生する」——プロパティベーステスト（PBT）でランダム生成した大量の入力に対して不変条件を検証し、手書きでは見つけられないバグを発見する設計をClaude Codeに生成させる。
CLAUDE.mdにプロパティベーステスト設計ルールを書く
## プロパティベーステスト設計ルール
### 適用場面
- 数値計算・金額計算（精度・オーバーフロー）
- コレクション操作（ソート・マージ・フィルタ）
- シリアライズ/デシリアライズの往復
- ドメインルール（不変条件）の検証
### プロパティの書き方
- 単一テストケースではなく「任意の入力Xに対してYが成立する」を記述
- 例: 「任意の金額を加算して減算すると元の金額に戻る」
- 例: 「ソート後の配列は長さが変わらず要素が昇順になる」
### ライブラリ
- fast-check: TypeScript向けPBTライブラリ（推奨）
- shrinkage: 失敗時に最小再現ケースに自動縮小
プロパティベーステスト実装の生成
プロパティベーステストを設計してください。
要件：
- fast-checkによる生成戦略
- ドメインオブジェクトのカスタムArbitrary
- 不変条件テスト
- シュリンキング活用
生成ファイル: src/__tests__/properties/
生成されるプロパティベーステスト実装
// src/__tests__/properties/money.property.test.ts — Moneyクラスのプロパティテスト
import fc from 'fast-check';
// カスタムArbitrary: 有効なMoneyオブジェクトを生成
const validAmount = () =>
fc.integer({ min: 0, max: 10_000_000 }); // 0円〜1000万円
const validCurrency = () =>
fc.constantFrom('JPY', 'USD', 'EUR');
const validMoney = () =>
fc.record({
amount: validAmount(),
currency: validCurrency(),
}).map(({ amount, currency }) => Money.of(amount, currency));
const sameCurrencyMoneyPair = () =>
fc.record({
currency: validCurrency(),
amount1: validAmount(),
amount2: validAmount(),
}).map(({ currency, amount1, amount2 }) => ({
a: Money.of(amount1, currency),
b: Money.of(amount2, currency),
}));
describe('Money プロパティテスト', () => {
// 加算の交換法則: a + b = b + a
it('加算は交換法則を満たす', () => {
fc.assert(
fc.property(sameCurrencyMoneyPair(), ({ a, b }) => {
expect(a.add(b).equals(b.add(a))).toBe(true);
}),
{ numRuns: 1000 }
);
});
// 加算の結合法則: (a + b) + c = a + (b + c)
it('加算は結合法則を満たす', () => {
fc.assert(
fc.property(
validCurrency().chain(currency =>
fc.tuple(
fc.integer({ min: 0, max: 1_000_000 }),
fc.integer({ min: 0, max: 1_000_000 }),
fc.integer({ min: 0, max: 1_000_000 }),
).map(([a, b, c]) => ({
a: Money.of(a, currency),
b: Money.of(b, currency),
c: Money.of(c, currency),
}))
),
({ a, b, c }) => {
const left = a.add(b).add(c);
const right = a.add(b.add(c));
expect(left.equals(right)).toBe(true);
}
),
{ numRuns: 1000 }
);
});
// 加算後の減算で元に戻る（逆演算）
it('加算→減算で元の金額に戻る', () => {
fc.assert(
fc.property(sameCurrencyMoneyPair(), ({ a, b }) => {
expect(a.add(b).subtract(b).equals(a)).toBe(true);
}),
{ numRuns: 1000 }
);
});
// ゼロ元: a + 0 = a
it('ゼロを加算しても変わらない', () => {
fc.assert(
fc.property(validMoney(), (money) => {
const zero = Money.zero(money.currency);
expect(money.add(zero).equals(money)).toBe(true);
}),
{ numRuns: 500 }
);
});
// 通貨不一致でエラー
it('異なる通貨の加算はエラーになる', () => {
fc.assert(
fc.property(
fc.tuple(
fc.constantFrom('JPY', 'USD', 'EUR'),
fc.constantFrom('JPY', 'USD', 'EUR'),
).filter(([c1, c2]) => c1 !== c2),
fc.integer({ min: 1, max: 1000 }),
([currency1, currency2], amount) => {
const a = Money.of(amount, currency1);
const b = Money.of(amount, currency2);
expect(() => a.add(b)).toThrow(CurrencyMismatchError);
}
),
{ numRuns: 200 }
);
});
});
// src/__tests__/properties/order.property.test.ts — Order集約のプロパティテスト
// カスタムArbitrary: 有効な注文アイテムを生成
const validOrderItem = () =>
fc.record({
productId: fc.string({ minLength: 1, maxLength: 50 }).map(s => `prod-${s}`),
quantity: fc.integer({ min: 1, max: 100 }),
price: fc.integer({ min: 1, max: 100_000 }),
}).map(({ productId, quantity, price }) => ({
productId,
quantity,
price: Money.of(price, 'JPY'),
}));
// 1〜10アイテムのリストを生成（重複productIdなし）
const validItemList = () =>
fc.array(validOrderItem(), { minLength: 1, maxLength: 10 })
.map(items => {
// productIdの重複を除去
const seen = new Set<string>();
return items.filter(item => {
if (seen.has(item.productId)) return false;
seen.add(item.productId);
return true;
});
})
.filter(items => items.length > 0);
describe('Order 集約プロパティテスト', () => {
// 注文の合計 = 各アイテムの小計の合計
it('注文合計はアイテムの小計の和と一致する', () => {
fc.assert(
fc.property(fc.uuid(), validItemList(), (userId, items) => {
const order = Order.create(userId, items);
const expectedTotal = items.reduce(
(sum, item) => sum + item.quantity * item.price.amount,
0
);
expect(order.total.amount).toBe(expectedTotal);
}),
{ numRuns: 500 }
);
});
// アイテム追加後のアイテム数
it('アイテム追加後は必ずアイテム数が増加する（または既存数量が増える）', () => {
fc.assert(
fc.property(
fc.uuid(),
validItemList(),
fc.record({
productId: fc.string({ minLength: 5 }).map(s => `new-${s}`),
quantity: fc.integer({ min: 1, max: 10 }),
price: fc.integer({ min: 100, max: 10_000 }),
}),
(userId, items, newItem) => {
const order = Order.create(userId, items);
const beforeCount = order.items.length;
const beforeTotal = order.total.amount;
order.addItem(
`new-${newItem.productId}`,
newItem.quantity,
Money.of(newItem.price, 'JPY')
);
expect(order.items.length).toBeGreaterThan(beforeCount);
expect(order.total.amount).toBeGreaterThan(beforeTotal);
}
),
{ numRuns: 300 }
);
});
// シリアライズ/デシリアライズの往復一致
it('DBへの保存→復元で注文データが一致する', () => {
fc.assert(
fc.property(fc.uuid(), validItemList(), (userId, items) => {
const original = Order.create(userId, items);
// Mapper経由でDB形式に変換して復元
const dbData = OrderMapper.toCreateData(original);
const restored = OrderMapper.toDomain({
...dbData,
items: original.items.map((item, i) => ({
id: `item-${i}`,
orderId: original.id,
productId: item.productId,
quantity: item.quantity,
price: item.subtotal.amount / item.quantity,
currency: 'JPY',
})),
createdAt: original.createdAt,
});
expect(restored.id).toBe(original.id);
expect(restored.userId).toBe(original.userId);
expect(restored.total.amount).toBe(original.total.amount);
expect(restored.items.length).toBe(original.items.length);
}),
{ numRuns: 200 }
);
});
});
// src/__tests__/properties/pagination.property.test.ts — ページネーションのプロパティテスト
describe('カーソルページネーション プロパティテスト', () => {
const paginator = new CursorPaginator();
// 全ページを走査すると重複なく全アイテムを取得できる
it('全ページ走査で重複なく全件取得できる', async () => {
await fc.assert(
fc.asyncProperty(
fc.array(fc.record({
id: fc.uuid(),
value: fc.integer({ min: 0, max: 1000 }),
}), { minLength: 0, maxLength: 100 }),
fc.integer({ min: 1, max: 20 }), // ページサイズ
async (allItems, pageSize) => {
// インメモリDBに格納
const db = new InMemoryItemDb(allItems);
const collected: typeof allItems = [];
let cursor: string | undefined;
while (true) {
const page = await paginator.paginate(db, { cursor, limit: pageSize });
collected.push(...page.items);
if (!page.hasMore) break;
cursor = page.nextCursor;
// 無限ループ防止
if (collected.length > allItems.length + 10) break;
}
// 全件取得できている
expect(collected.length).toBe(allItems.length);
// IDに重複がない
const ids = new Set(collected.map(i => i.id));
expect(ids.size).toBe(collected.length);
}
),
{ numRuns: 100 }
);
});
// カーソルエンコード/デコードの往復
it('カーソルのエンコード→デコードは情報を失わない', () => {
fc.assert(
fc.property(
fc.record({
createdAt: fc.date({ min: new Date('2020-01-01'), max: new Date('2030-01-01') }),
id: fc.uuid(),
}),
({ createdAt, id }) => {
const encoded = CursorEncoder.encode({ createdAt, id });
const decoded = CursorEncoder.decode(encoded);
expect(decoded.id).toBe(id);
expect(decoded.createdAt.getTime()).toBe(createdAt.getTime());
}
),
{ numRuns: 1000 }
);
});
});
まとめ
Claude Codeでプロパティベーステストを設計する：
- CLAUDE.md にfast-checkで「任意の入力に対して不変条件が成立する」を記述・数値計算・コレクション操作・シリアライズ往復を優先的にPBT化を明記
-
交換法則・結合法則・逆演算 などの数学的性質でMoneyの計算バグを網羅——手書きで
Money.of(100, 'JPY').add(Money.of(200, 'JPY'))を書くよりも、1000回のランダム入力で「加算→減算=元値」をチェックする方がずっと信頼性が高い -
カスタムArbitrary でドメインオブジェクトを直接生成——
validMoney()・validItemList()を定義すればfc.property(validItemList(), items => ...)と書けてテストが読みやすい - シリアライズ往復テスト でMapper/ORMのバグを発見——「DBに保存して復元した後も同じ値になる」をランダム入力で200回検証。Date型のタイムゾーン問題やJSONの精度問題がシュリンキングで最小再現ケースに縮小されて発見できる
アーキテクチャ設計のレビューは **Code Review Pack（¥980）* の /code-review で確認できます。*
みょうが (@myougatheaxo) — ウーパールーパーのVTuber。
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