第15章：乱数（Random）を境界にする 🎲🚧✨

この章でできるようになること ✅😊

乱数が入った途端にテストが不安定になる理由がわかる🌪️
乱数を I/O（外の世界）として境界に追い出すやり方がわかる🚪
IRandom を作って、本番は本物・テストは偽物に差し替えできるようになる🎭🧪
“抽選/シャッフル/ゲーム”系のロジックを、安心して変更できるようになる🛡️✨

1) 乱数があると、テストが“揺れる”理由 🌪️😵‍💫

たとえば「くじ引きで当たりが出たらOK」みたいな処理を考えるね🎯 ロジックの中で Random を直接使うと…

テストの期待値が固定できない（当たりが出たり出なかったり）🎲
“たまたま落ちた”が起きる（フレイキーテスト）💥
失敗を再現しづらい（デバッグ地獄）🔥

つまり、乱数は 外の世界のゆらぎ。だから I/O と同じ扱いで境界にするのがコツだよ〜🚧✨

2) 結論：乱数は I/O として外に出す！🚪🎲

第14章の「時間（IClock）」と同じノリでいけるよ😊 やることはシンプル！

✅ 乱数を引く役を IRandom みたいなインターフェースにする🧩
✅ 本番は System.Random（や Random.Shared）で実装する🎲
✅ テストは 決め打ちで値を返す偽物を使う🎭🧪

3) 最小の境界：`IRandom` を作ろう 🧩🎲

ポイントは「機能を盛りすぎない」こと！まずは 必要なメソッドだけに絞るのが勝ち✨

public interface IRandom
{
    // 0以上 max未満
    int NextInt(int maxExclusive);

    // min以上 max未満
    int NextInt(int minInclusive, int maxExclusive);

    // 0.0以上 1.0未満
    double NextDouble();
}

4) 本番実装：`Random.Shared` をラップする 🎁✨

Random.Shared は並行利用OKの “共有Random” として用意されてるよ（公式にも明記）。 (Microsoft Learn) なので、まずはこれを素直に包むのがラク😊

public sealed class DotNetRandom : IRandom
{
    public int NextInt(int maxExclusive)
        => Random.Shared.Next(maxExclusive);

    public int NextInt(int minInclusive, int maxExclusive)
        => Random.Shared.Next(minInclusive, maxExclusive);

    public double NextDouble()
        => Random.Shared.NextDouble();
}

ここでの狙いは「System.Random を隠す」こと！ロジック側が Random を知らなければ、テストでいくらでも差し替えできる🎭✨

5) テスト用の偽物：決め打ちで返す `SequenceRandom` 🎭🧪

テストでは「次はこれ、次はこれ」って返せると最強だよ💪😊 “乱数っぽい顔をしてるけど中身は台本” って感じ📜✨

using System.Collections.Generic;

public sealed class SequenceRandom : IRandom
{
    private readonly Queue<int> _ints;
    private readonly Queue<double> _doubles;

    public SequenceRandom(IEnumerable<int>? ints = null, IEnumerable<double>? doubles = null)
    {
        _ints = new Queue<int>(ints ?? new[] { 0 });
        _doubles = new Queue<double>(doubles ?? new[] { 0.0 });
    }

    public int NextInt(int maxExclusive)
    {
        var v = DequeueOrRepeat(_ints);
        // テストで雑に使っても壊れないように範囲へ丸める（超やさし設計😊）
        if (maxExclusive <= 0) return 0;
        var m = v % maxExclusive;
        return m < 0 ? m + maxExclusive : m;
    }

    public int NextInt(int minInclusive, int maxExclusive)
    {
        var width = maxExclusive - minInclusive;
        return minInclusive + NextInt(width);
    }

    public double NextDouble()
    {
        var v = DequeueOrRepeat(_doubles);
        // 0.0〜1.0未満に丸める
        if (v >= 1.0) v = 0.999999999999;
        if (v < 0.0) v = 0.0;
        return v;
    }

    private static T DequeueOrRepeat<T>(Queue<T> q)
    {
        var v = q.Dequeue();
        q.Enqueue(v); // なくならないように循環♻️
        return v;
    }
}

6) 例題：ガチャ（レア度抽選）をテスタブルにする 🎮🎁✨

やりたい仕様（かわいいやつ）😊

乱数でレア度が決まる
SSR / SR / R のどれかが返る
でもテストでは 必ずSSRが出る状況を作りたい🎯

まず、ロジックは `IRandom` にだけ依存する📦

public enum Rarity { R, SR, SSR }

public sealed class GachaService
{
    private readonly IRandom _random;

    public GachaService(IRandom random)
    {
        _random = random;
    }

    public Rarity Draw()
    {
        // 0〜99
        var roll = _random.NextInt(100);

        // 例：SSR 3% / SR 17% / R 80%
        if (roll < 3) return Rarity.SSR;
        if (roll < 20) return Rarity.SR;
        return Rarity.R;
    }
}

7) テスト：乱数を“台本”にして期待値を固定する 🧪🎭✨

using Xunit;

public class GachaServiceTests
{
    [Fact]
    public void Draw_roll_0_returns_SSR()
    {
        // roll=0 にしたい → 0 が返る乱数を用意🎭
        var random = new SequenceRandom(ints: new[] { 0 });
        var sut = new GachaService(random);

        var result = sut.Draw();

        Assert.Equal(Rarity.SSR, result);
    }

    [Fact]
    public void Draw_roll_10_returns_SR()
    {
        var random = new SequenceRandom(ints: new[] { 10 });
        var sut = new GachaService(random);

        var result = sut.Draw();

        Assert.Equal(Rarity.SR, result);
    }

    [Fact]
    public void Draw_roll_99_returns_R()
    {
        var random = new SequenceRandom(ints: new[] { 99 });
        var sut = new GachaService(random);

        var result = sut.Draw();

        Assert.Equal(Rarity.R, result);
    }
}

はい、これでテストは 一切揺れない🎉✨ 当たり前だけど超大事〜😊💖

8) よくある落とし穴（ここ超重要）⚠️😵‍💫

❌ ロジックの中で `new Random()` しちゃう

差し替え不能になる → テストが不安定に🧊
さらに、短時間に複数生成すると「同じような列」になって困る系の話も有名💦（だからこそ共有の Random.Shared が用意されてる流れ） (Microsoft Learn)

❌ テストで「seed固定のRandom」を使えばいいや、に頼りすぎる

Random(int seed) は「同じ seed なら同じ列が出る」例が公式にもあるけど (Microsoft Learn) “実装が将来変わったら列が変わる” みたいな不安が残りがち😵‍💫 なので教材としては、SequenceRandom みたいに自前で台本化がいちばん安心だよ🎭✨

❌ セキュリティ用途に `Random` を使う（ダメ、ゼッタイ）🔐💥

パスワード、トークン、認証コードみたいな “安全が必要な乱数” は RandomNumberGenerator を使うのが公式に案内されてるよ🛡️ (Microsoft Learn)

9) 乱数ロジックで「テストしやすい形」にするコツ 🎯✨

コツA：乱数を引く回数を“見える化”する 👀

ロジックが複雑になるほど「何回乱数を引くのか」がバグ源になるよ〜😵‍💫
IRandom に逃がしておくと、テストで「この順番で呼ばれる」を組みやすい🎭

コツB：乱数を引いた後は“ピュア”に寄せる 🌿

乱数で得た roll を元に、判定は純粋にする
そうすると、境界がスッキリして「変更が怖くない」💖

10) AI（Copilot/Codex）に手伝ってもらうプロンプト例 🤖💡✨

そのままコピペで使える系を置いとくね😊📝

「IRandom を使ってガチャ抽選ロジックを書いて。ロジック内で new Random() は禁止。xUnitのテストも3ケース書いて」
「テスト用の SequenceRandom（int列を順に返す）を実装して。範囲外の値は丸めて良い」
「このメソッド、乱数と判定が混ざってるから、乱数取得を境界に出して責務分割して」

⚠️ ただしAIがありがちなのはこれ👇

インターフェースを増やしすぎる（抽象化しすぎ病）😇
“便利だから”ってロジック側で Random.Shared を直呼びしがち💥 → 合言葉は 「ロジックは IRandom だけ見てろ」 だよ😊✨

11) 練習問題（手を動かすと最速で身につく）✍️🎉

問1：シャッフルをテスタブルにする 🃏🎲

Shuffle<T>(IList<T> list, IRandom random) を作ってみよう
テストでは SequenceRandom を使って、並びが固定になるのを確認✅

問2：重み付き抽選 🎯

例：A=80%, B=15%, C=5%
roll の境界値（79/80/94/95…）をテストで固めると強い💪✨

問3：当たり演出の“確率”を仕様化する 🎬✨

「10回に1回はキラキラ」みたいなのを、台本乱数で確実に検証してみよう🎭

まとめ 🎀😊

乱数はテストを揺らす元凶になりやすい🎲🌪️
IRandom を境界にして外へ追い出すと、ロジックが安定してテストも安定する🎉✨
本番は Random.Shared を包むのがシンプルで実用的（公式でスレッドセーフ明記） (Microsoft Learn)
セキュリティ用途は RandomNumberGenerator（公式推奨）🔐 (Microsoft Learn)

次章予告（第16章）🗂️🚧✨

次は ファイルI/O！ File.ReadAllText() みたいな直呼びを境界に出して、メモリ上Fakeで爆速テストするよ〜🎉😊

この章でできるようになること ✅😊​

最新メモ（2026-01-16 時点）📝✨​

1) 乱数があると、テストが“揺れる”理由 🌪️😵‍💫​

2) 結論：乱数は I/O として外に出す！🚪🎲​

3) 最小の境界：IRandom を作ろう 🧩🎲​

4) 本番実装：Random.Shared をラップする 🎁✨​

5) テスト用の偽物：決め打ちで返す SequenceRandom 🎭🧪​

6) 例題：ガチャ（レア度抽選）をテスタブルにする 🎮🎁✨​

やりたい仕様（かわいいやつ）😊​

まず、ロジックは IRandom にだけ依存する📦​

7) テスト：乱数を“台本”にして期待値を固定する 🧪🎭✨​

8) よくある落とし穴（ここ超重要）⚠️😵‍💫​

❌ ロジックの中で new Random() しちゃう​

❌ テストで「seed固定のRandom」を使えばいいや、に頼りすぎる​

❌ セキュリティ用途に Random を使う（ダメ、ゼッタイ）🔐💥​

9) 乱数ロジックで「テストしやすい形」にするコツ 🎯✨​

コツA：乱数を引く回数を“見える化”する 👀​

コツB：乱数を引いた後は“ピュア”に寄せる 🌿​

10) AI（Copilot/Codex）に手伝ってもらうプロンプト例 🤖💡✨​

11) 練習問題（手を動かすと最速で身につく）✍️🎉​

問1：シャッフルをテスタブルにする 🃏🎲​

問2：重み付き抽選 🎯​

問3：当たり演出の“確率”を仕様化する 🎬✨​

まとめ 🎀😊​

次章予告（第16章）🗂️🚧✨​