Pythonはテストを非常に重視しています。例えば、テストで最も一般的な操作であるアサーションassertは、Pythonではキーワードであり、関数ではありません。一方、C言語では、assertは単なる普通の関数です。この点からもわかるように、Pythonはテストを最も基本的な部分として位置付けています。

以下のコードを使用して、Python言語で定義されているキーワードを確認できます。

>>> import keyword                                     # モジュールkeywordをインポート
>>> keyword.kwlist                                     # すべてのキーワードを取得
# キーワードリスト
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'async', 'await',
'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else',
'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import',
'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass',
'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

ソースコード内でassertを直接使用してテストを行うことができます。一般的なやり方は図1の通りです。

図1 テストコードと実装機能を同じファイルに配置する

次に簡単な例を見てみましょう。自作のモジュールsampleAssertを定義したとします。そのコードは以下の通りです。

def int_list_sort(input_list):          # テスト対象。入力された整数リストをソートする
    input_list.sort()                   # ソートを実行
if __name__ == "__main__":                      # 条件判定。中身はテスト用
    def test_normal_positive_input():                   # テストケースを定義
        input_list = [3, 5, 9, 1, 8]
        int_list_sort(input_list)
        assert input_list == [1, 3, 5, 8, 9]
        print("test_normal_positive_input: PASS")
    test_normal_positive_input()                         # テストケースを実行

このモジュールをimport（インポート）すると、caseは実行されません。つまり、3行目から始まるブロックは実行されないため、このブロック内に含まれるテストケースの定義は見えず、テストケースも実行されません。

$ python                                       # インタープリタを起動。Python 3
Python 3.7.3 (default, Mar 27 2019, 16:54:48)
[Clang 4.0.1 (tags/RELEASE_401/final)] :: Anaconda, Inc. on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import sampleAssert                        # 先ほど定義したモジュールをインポート
>>> sampleAssert.test_normal_positive_input()  # テスト関数は見えない
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: module 'sampleAssert' has no attribute 'test_normal_
        positive_input'
>>> list_obj = [3, 1, 6, 100, 98, 9]
>>> sampleAssert.int_list_sort(list_obj)         # テスト対象は見える
>>> list_obj
[1, 3, 6, 9, 98, 100]                            # ソート後の結果

このスクリプトを直接実行すると、テストケースがトリガーされます。

$ python sampleAssert.py
test_normal_positive_input: PASS

次に、整数リストにのみ有効なバブルソートアルゴリズムを実装しましょう。バブルソートは最も簡単なソートアルゴリズムで、隣接する要素を交換することでソートを行います。以下は、3、1、5、2の4つの要素を含むリストをソートする例で、このプロセスを図2に示します。

図2 バブルソート

まず、リストの末尾、つまり下部から順に、並び順が正しくない隣接する2つの数を探します。最初に見つかったのは5と2で、これらを交換します。その後、引き続き探すと、3と1という並び順が正しくない隣接する数が見つかり、これらも交換します。この1ラウンドの交換により、最小の数が最初の要素に移動します。その後、他の要素のソートを続けます。2ラウンド目では、2番目に小さい数が2番目の位置に配置されます。これを繰り返すことで、最大でn - 1ラウンドですべてのデータのソートが完了します。

この例では、2ラウンドですべてのデータのソートが完了しました。

以下は、完全な実装コードと関連するテストコードです。

def bubble_sort(input_list):                    # テスト対象の関数。バブルソート
    if type(input_list) is not type([]):        # 入力パラメータが適切でない場合
        print("Invalid Input Type")
        return None
    for x in input_list:                                # 要素が整数でない場合、Noneを返す
        if type(x) != int:
            return None
    input_len = len(input_list)
    print()
    print("Origin:", input_list)
    if input_len <= 1:                               # 要素がないか、1つだけの場合
        return input_list
    for x in range(input_len-1):                # 順序が正しくない場合、隣の要素と交換
        swap_happens = False
        for y in range(input_len-1, x, -1):
            if input_list[y-1] > input_list[y]:
                input_list[y-1], input_list[y] = input_list[y], input_
                        list[y-1]
                swap_happens = True
        if swap_happens == False:               # 前のラウンドでデータの交換がなかった場合、ソート完了
            break
        print("Temp %d:" % x, input_list)
    return input_list                                   # ソート完了したリストを返す
if __name__ == "__main__":                              # このスクリプトを実行する場合、インポートするのではなく
    import random                                               # テストコード開始
    def test_empty_input():                             # 入力リストが空の場合
        input