5장: 변이 테스트(Mutation Testing)

변이 점수 = 사살된 변이체 / 전체 변이체 x 100%

function calculateFinalPrice(
  basePrice: number,
  quantity: number,
  discountRate: number
): number {
  if (quantity <= 0) {
    throw new Error("수량은 1 이상이어야 합니다");
  }
 
  let total = basePrice * quantity;
 
  if (quantity >= 10) {
    total *= 0.95; // 대량 구매 할인 5%
  }
 
  total *= 1 - discountRate;
 
  return Math.round(total);
}

// 변이체 1: 관계 연산자 변경 (quantity <= 0 -> quantity < 0)
if (quantity < 0) { ... }
 
// 변이체 2: 산술 연산자 변경 (basePrice * quantity -> basePrice + quantity)
let total = basePrice + quantity;
 
// 변이체 3: 관계 연산자 변경 (quantity >= 10 -> quantity > 10)
if (quantity > 10) { ... }
 
// 변이체 4: 상수 변경 (0.95 -> 1.05)
total *= 1.05;
 
// 변이체 5: 산술 연산자 변경 (1 - discountRate -> 1 + discountRate)
total *= 1 + discountRate;
 
// 변이체 6: 블록 제거 (대량 구매 할인 블록 전체 제거)
// if (quantity >= 10) { ... } -> 삭제
 
// 변이체 7: 반환값 변경 (Math.round(total) -> 0)
return 0;

npm install --save-dev @stryker-mutator/core @stryker-mutator/jest-runner @stryker-mutator/typescript-checker
npx stryker init

{
  "$schema": "./node_modules/@stryker-mutator/core/schema/stryker-schema.json",
  "mutate": ["src/**/*.ts", "!src/**/*.test.ts", "!src/**/*.spec.ts"],
  "testRunner": "jest",
  "checkers": ["typescript"],
  "reporters": ["html", "clear-text", "progress"],
  "thresholds": {
    "high": 80,
    "low": 60,
    "break": 50
  },
  "concurrency": 4,
  "timeoutMS": 10000
}

npx stryker run

----------|---------|----------|-----------|
File      | % score | # killed | # survived|
----------|---------|----------|-----------|
cart.ts   |   85.71 |       12 |         2 |
price.ts  |   77.78 |        7 |         2 |
user.ts   |   90.00 |        9 |         1 |
----------|---------|----------|-----------|
All files |   84.85 |       28 |         5 |

<plugin>
    <groupId>org.pitest</groupId>
    <artifactId>pitest-maven</artifactId>
    <version>1.16.0</version>
    <configuration>
        <targetClasses>
            <param>com.example.service.*</param>
        </targetClasses>
        <targetTests>
            <param>com.example.service.*Test</param>
        </targetTests>
        <mutators>
            <mutator>DEFAULTS</mutator>
            <mutator>REMOVE_CONDITIONALS</mutator>
        </mutators>
        <mutationThreshold>70</mutationThreshold>
        <outputFormats>
            <outputFormat>HTML</outputFormat>
            <outputFormat>XML</outputFormat>
        </outputFormats>
    </configuration>
</plugin>

mvn org.pitest:pitest-maven:mutationCoverage

pip install mutmut
mutmut run --paths-to-mutate=src/

mutmut results
mutmut show 5  # 5번 생존 변이체의 상세 내용 확인

// 원본: total *= 0.95
// 변이: total *= 1.05
 
// AI 생성 테스트에서 이 변이가 생존한 이유:
// 테스트가 대량 구매 시 할인이 적용되는지만 확인하고,
// 정확한 할인 금액을 검증하지 않았기 때문
test("대량 구매 시 할인이 적용된다", () => {
  const result = calculateFinalPrice(1000, 10, 0);
  expect(result).toBeLessThan(10000); // 느슨한 단언 -- 변이 감지 실패
});
 
// 개선된 테스트:
test("대량 구매 시 5% 할인이 적용된다", () => {
  const result = calculateFinalPrice(1000, 10, 0);
  expect(result).toBe(9500); // 정밀한 단언 -- 변이 감지 성공
});

name: Mutation Testing
 
on:
  pull_request:
    branches: [main]
 
jobs:
  mutation-test:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v4
        with:
          fetch-depth: 0
 
      - name: Get changed files
        id: changed
        run: |
          echo "files=$(git diff --name-only origin/main...HEAD -- 'src/**/*.ts' | tr '\n' ',')" >> $GITHUB_OUTPUT
 
      - name: Run incremental mutation test
        if: steps.changed.outputs.files != ''
        run: |
          npx stryker run --mutate="${{ steps.changed.outputs.files }}"
 
      - name: Check mutation score
        run: |
          SCORE=$(cat reports/mutation/mutation.json | jq '.schemaVersion' -r)
          echo "Mutation score: $SCORE%"