#渋谷java 第３回で発表予定のコードです。 http://atnd.org/events/42501

ChiSquaredTestMatcher.java

import org.apache.commons.math3.distribution.ChiSquaredDistribution;
import org.apache.commons.math3.stat.inference.ChiSquareTest;
import org.hamcrest.BaseMatcher;
import org.hamcrest.Description;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * カイ二乗検定を用いた検証を行う BaseMatcher 継承クラスです。
 * <p>
 * {@link Math#random()} や {@link java.util.Random} などの乱数に基いて振る舞う機能に対して、
 * off-by-one バグを検出するなどの目的に利用できます。
 * </p>
 *
 * @author KOMIYA Atsushi
 */
public class ChiSquaredTestMatcher extends BaseMatcher<long[]> {
    private static final ChiSquareTest TESTER = new ChiSquareTest();
    /** 有意水準 */
    private double significanceLevel = 0.05;

    /** 各事象の期待される生起確率を保持します */
    private final double[] expectedProbabilities;

    /** 自由度 (事象の種類数 - 1) を保持します */
    private final int degreesOfFreedom;

    /** 期待される結果を表すメッセージです */
    private String expectedMessage;

    /** 実際に得られた結果に対するメッセージです */
    private String actualMessage;

    /**
     * ChiSquaredTestMatcher オブジェクトを生成します。
     *
     * @param expectedProbabilities 各事象の期待される生起確率
     */
    private ChiSquaredTestMatcher(double[] expectedProbabilities) {
        this.expectedProbabilities = expectedProbabilities;
        this.degreesOfFreedom = expectedProbabilities.length - 1;
    }

    @Override
    public boolean matches(Object item) {
        long[] observedCounts = (long[]) item;

        if (observedCounts.length != expectedProbabilities.length) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    String.format("観測された頻度の自由度 %d と期待される生起確率の自由度 %d が異なります",
                            observedCounts.length - 1, degreesOfFreedom));
        }

        double chiSquare = TESTER.chiSquare(expectedProbabilities, observedCounts);

        ChiSquaredDistribution distribution = new ChiSquaredDistribution(degreesOfFreedom);
        double upperLimitOfChiSquareValue = distribution.inverseCumulativeProbability(1 - significanceLevel);

        if (chiSquare <= upperLimitOfChiSquareValue) {
            return true;
        }

        expectedMessage = String.format("自由度 %d, 有意水準 %f の場合、χ^2 の値は %f 以下となること",
                expectedProbabilities.length - 1, significanceLevel, upperLimitOfChiSquareValue);

        double pValue = TESTER.chiSquareTest(expectedProbabilities, observedCounts);
        actualMessage = String.format("期待される各事象の確率 %s に対する\n各事象の観測頻度 %s の χ^2 が %f となった (p 値 : %f)",
                Arrays.toString(expectedProbabilities), Arrays.toString(observedCounts), chiSquare, pValue);

        return false;
    }

    @Override
    public void describeTo(Description description) {
        description.appendText(expectedMessage);
    }

    @Override
    public void describeMismatch(Object item, Description description) {
        description.appendText(actualMessage);
    }

    /**
     * 検証対象の観測頻度が、各事象の期待される生起確率に従うことを検証する
     * {@link ChiSquaredTestMatcher} オブジェクトを生成して返却します。
     *
     * @param expectedProbabilities 各事象の期待される生起確率
     * @return
     */
    public static ChiSquaredTestMatcher wellFit(double... expectedProbabilities) {
        return new ChiSquaredTestMatcher(expectedProbabilities);
    }

    /**
     * 有意水準を指定します。
     * <p>
     * 有意水準を指定しなかった場合の既定値は 0.05 (5%) です。
     * </p>
     *
     * @param significanceLevel 有意水準
     * @return 自身のオブジェクトを返却します。
     */
    public ChiSquaredTestMatcher at(double significanceLevel) {
        this.significanceLevel = significanceLevel;
        return this;
    }

    /**
     * {@link ChiSquaredTestMatcher#wellFit(double...)} で検証できるように
     * 観測頻度を long[] に詰めて返却します。
     * <p>
     * このメソッドで得られたオブジェクトを {@link org.junit.Assert#assertThat(Object, org.hamcrest.Matcher)}
     * メソッドの１つ目の引数 {@code actual} として指定します。
     * </p>
     *
     * @param counts 各事象の観測された頻度を列挙して指定します
     * @return {@code counts} で指定された頻度が詰められた long[] オブジェクト
     */
    public static long[] observedCounts(long... counts) {
        return counts;
    }

    /**
     * {@link ChiSquaredTestMatcher#wellFit(double...)} で検証できるように
     * 観測頻度を long[] に詰めて返却します。
     * <p>
     * このメソッドで得られたオブジェクトを {@link org.junit.Assert#assertThat(Object, org.hamcrest.Matcher)}
     * メソッドの１つ目の引数 {@code actual} として指定します。
     * </p>
     *
     * @param counts 各事象の観測された頻度を列挙して指定します
     * @return {@code counts} で指定された頻度が詰められた long[] オブジェクト
     */
    public static long[] observedCounts(int... counts) {
        long[] result = new long[counts.length];
        for (int i = 0; i < counts.length; i++) {
            result[i] = counts[i];
        }
        return result;
    }

    /**
     * {@link ChiSquaredTestMatcher#wellFit(double...)} で検証できるように
     * 観測頻度を long[] に詰めて返却します。
     * <p>
     * このメソッドで得られたオブジェクトを {@link org.junit.Assert#assertThat(Object, org.hamcrest.Matcher)}
     * メソッドの１つ目の引数 {@code actual} として指定します。
     * </p>
     *
     * @param counts 各事象の観測された頻度を保持する {@link List} オブジェクト
     * @return {@code counts} で指定された頻度が詰められた long[] オブジェクト
     */
    public static long[] observedCounts(List<? extends Number> counts) {
        long[] result = new long[counts.size()];
        for (int i = 0; i < counts.size(); i++) {
            result[i] = counts.get(i).longValue();
        }
        return result;
    }
}