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Pythonでdocstringにテストコードを記述するdoctestの書き方、使い方

Date: 2017-11-11 / Modified: 2018-10-22 / tags: Python

Pythonには、docstringの内容に応じたテストを行うdoctestモジュールが標準で含まれている。docstringの中に入出力例を書くだけなので簡単、かつ、ドキュメントとしても分かりやすくなる。

ここでは以下の内容について説明する。

  • doctestによるテストのシンプルな例
    • エラーがない場合
    • エラーがある場合
  • オプション、引数による出力結果の制御
    • -vオプション
    • verbose引数
  • コマンドラインからdoctestモジュールを実行
  • 外部のテキストファイルにテストを記述する
    • テキストファイルの書き方
    • pyファイルから呼び出し
    • テキストファイルを直接実行

docstringについては以下の記事を参照。

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doctestによるテストのシンプルな例

テストを加えたい関数のdocstring("""または'''で囲まれた文字列)にPython対話モードの形式で関数の呼び出しと期待される出力値を記述し、doctest.testmod()で実行する。

エラーがない場合

関数の内容とdocstringの内容に間違いがないコードを作成する。

def add(a, b):
    '''
    >>> add(1, 2)
    3
    >>> add(5, 10)
    15
    '''

    return a + b


if __name__ == '__main__':
    import doctest
    doctest.testmod()

このファイルを実行する。

$ python3 doctest_example.py

エラーがない場合は何も出力されない。

なお、if __name__ == '__main__'は「該当のスクリプトファイルがコマンドラインから実行された場合にのみ以降の処理を実行する」という意味。詳細は以下の記事を参照。

エラーがある場合

以下のような間違ったコードを作って実行するとエラーが出力される。

def add(a, b):
    '''
    >>> add(1, 2)
    3
    >>> add(5, 10)
    10
    '''

    return a * b


if __name__ == '__main__':
    import doctest
    doctest.testmod()
$ python3 doctest_example_error.py
**********************************************************************
File "doctest_example_error.py", line 3, in __main__.add
Failed example:
    add(1, 2)
Expected:
    3
Got:
    2
**********************************************************************
File "doctest_example_error.py", line 5, in __main__.add
Failed example:
    add(5, 10)
Expected:
    10
Got:
    50
**********************************************************************
1 items had failures:
   2 of   2 in __main__.add
***Test Failed*** 2 failures.

doctestに書いた期待される出力値がExpected、実際の出力値がGotで示されている。

オプション、引数による出力結果の制御

-vオプション

エラーがない場合でも出力結果を表示させたい場合は、コマンドラインで-vオプションを付けて実行する。

$ python3 doctest_example.py -v
Trying:
    add(1, 2)
Expecting:
    3
ok
Trying:
    add(5, 10)
Expecting:
    15
ok
1 items had no tests:
    __main__
1 items passed all tests:
   2 tests in __main__.add
2 tests in 2 items.
2 passed and 0 failed.
Test passed.

verbose引数

常に出力結果を表示させたい場合は、pyファイル内のdoctest.testmod()で引数verbose=Trueを指定する。

if __name__ == '__main__':
    import doctest
    doctest.testmod(verbose=True)

-vオプションを付けなくても、常に出力結果が表示される。

$ python3 doctest_example_verbose.py
Trying:
    add(1, 2)
Expecting:
    3
ok
Trying:
    add(5, 10)
Expecting:
    15
ok
1 items had no tests:
    __main__
1 items passed all tests:
   2 tests in __main__.add
2 tests in 2 items.
2 passed and 0 failed.
Test passed.

コマンドラインからdoctestモジュールを実行

if __name__ == '__main__'内では別の処理をさせたい場合、pyファイル内でdoctest.testmod()を呼ばなくてもコマンドラインから直接doctestモジュールを実行することができる。

例えば、次のような場合。

def add(a, b):
    '''
    >>> add(1, 2)
    3
    >>> add(5, 10)
    15
    '''

    return a + b


if __name__ == '__main__':
    import sys
    result = add(int(sys.argv[1]), int(sys.argv[2]))
    print(result)

通常のようにコマンドライン引数を受け取って処理を実行することができる。

$ python3 doctest_example_without_import.py 3 4
7

-mオプションを付けてdoctestをスクリプトとして実行すると、doctestが書かれた関数に対してテストが行われる。出力結果を表示させたい場合はこれまでと同様に-vを付ける。

$ python3 -m doctest doctest_example_without_import.py

$ python3 -m doctest -v doctest_example_without_import.py
Trying:
    add(1, 2)
Expecting:
    3
ok
Trying:
    add(5, 10)
Expecting:
    15
ok
1 items had no tests:
    doctest_example_without_import
1 items passed all tests:
   2 tests in doctest_example_without_import.add
2 tests in 2 items.
2 passed and 0 failed.
Test passed.

外部のテキストファイルにテストを記述する

docstringの中ではなく外部のテキストファイルにテストコードを記述することもできる。

テキストファイルの書き方

docstringに書いていたように、Python対話モードの形式で書く。使用する関数をimportしておく必要がある。

テスト対象の.pyファイルと同じディレクトリにテキストファイルを置く場合はfrom ファイル名 import 関数名とすればOK。

>>> from doctest_example import add
>>> add(1, 2)
3
>>> add(5, 10)
15

pyファイルから呼び出し

テスト用の別の.pyファイルでdoctest.testfile()を呼び出す。

doctest.testfile()の引数にテストコードが記述されたテキストファイルのパスを指定。

import doctest
doctest.testfile('doctest_text.txt')

このpyファイルを実行する。

$ python3 doctest_example_testfile.py -v
Trying:
    from doctest_example import add
Expecting nothing
ok
Trying:
    add(1, 2)
Expecting:
    3
ok
Trying:
    add(5, 10)
Expecting:
    15
ok
1 items passed all tests:
   3 tests in doctest_text.txt
3 tests in 1 items.
3 passed and 0 failed.
Test passed.

テキストファイルを直接実行

pyファイルがなくても、コマンドラインから直接テキストファイルを読んでテストを実行することもできる。

Pythonコマンドに-mオプションを付けてdoctestをスクリプトとして実行する。テキストファイルのパスをコマンドライン引数として指定すればOK。

$ python3 -m doctest -v doctest_text.txt
Trying:
    from doctest_example import add
Expecting nothing
ok
Trying:
    add(1, 2)
Expecting:
    3
ok
Trying:
    add(5, 10)
Expecting:
    15
ok
1 items passed all tests:
   3 tests in doctest_text.txt
3 tests in 1 items.
3 passed and 0 failed.
Test passed.
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