手把手教你使用gtest写单元测试

news/2024/10/30 4:21:19/

开源框架：gtest，它主要用于写单元测试，检查真自己的程序是否符合预期行为。这不是QA（测试工程师）才学的，也是每个优秀后端开发codoer的必备技能。

本期博文内容及使用的demo，参考：

  • Googletest Basic Guide[1]

  • Googletest Samples [2]

构建依赖环境

按照惯例，先介绍下怎么基于CMakeLists.txt构建依赖环境。

由于Google没有为googletest/samples中的samples写CMakeLists.txt，因此，gtest从github克隆下来后，也无法直接运行这些samples。

为方便大家跟着本文一起实践，获得更好的学习体验，在后台回复「gtest」即可获取我配置好的gtest压缩包。

当前目录结构如下：

$ tree -L 2
demo
├── CMakeLists.txt  
├── build        # 空的文件夹
├── include
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── gflags
│   └── googletest
├── main.cc
└── my_gtest_demo_1.cc

然后，在demo/build路径下，执行命令：

$ cmake .. && make -j 4

这些samples生成的可执行文件都在demo/build/bin路径下。

这样，就介绍完前提准备，下面开始进入正题。

assertion

在gtest中，是通过断言（assertion）来判断代码实现的功能是否符合预期。断言的结果分为success、non-fatal failture和fatal failture。

根据断言失败的种类，gtest提供了两种断言函数：

  • success：即断言成功，程序的行为符合预期，程序继续向下允许。

  • non-fatal failure：即断言失败，但是程序没有直接crash，而是继续向下运行。 gtest提供了宏函数EXPECT_XXX(expected, actual)：如果condition(expected, actual)返回false，则EXPECT_XXX产生的就是non-fatal failure错误，并显示相关错误。

  • fatal failure：断言失败，程序直接crash，后续的测试案例不会被运行。 gtest提供了宏函数ASSERT_XXX(expected, actual)。 在写单元测试时，更加倾向于使用EXPECT_XXX，因为ASSERT_XXX是直接crash退出的，可能会导致一些内存、文件资源没有释放，因此可能会引入一些bug。

具体的EXPECT_XXX、ASSERT_XXX函数及其判断条件，如下两个表。

表1 一元比较

ASSERT

EXPECT

Verifies

ASSERT_TRUE(condition);

EXPECT_TRUE(condition);

condition is true

ASSERT_FALSE(condition)

EXPECT_FALSE(condition)

condition is false

表2 二元比较

ASSERT

EXPECT

Condition

ASSERT_EQ(val1, val2);

EXPECT_EQ(val1, val2);

val1 == val2

ASSERT_NE(val1, val2);

EXPECT_NE(val1, val2);

val1 != val2

ASSERT_LT(val1, val2);

EXPECT_LT(val1, val2);

val1 < val2

ASSERT_LE(val1, val2);

EXPECT_LE(val1, val2);

val1 <= val2

ASSERT_GT(val1, val2);

EXPECT_GT(val1, val2);

val1 > val2

ASSERT_GE(val1, val2);

EXPECT_GE(val1, val2);

val1 >= val2

Quick Start

下面以EXPECT_XXX为例子，快速开始使用gtest吧。

对于EXPECT_XXX，无论条件是否满足，都会继续向下运行，但是如果条件不满足，在报错的地方会显示：

  1. 没有通过的那个EXPECT_XXX函数位置；

  2. EXPECT_XXX第一个参数的值，即期待值

  3. EXPECT_XXX第二个参数的值，即实际值

如下demo：

// in gtest_demo_1.cc
#include <gtest/gtest.h>int add(int lhs, int rhs) { return lhs + rhs; }int main(int argc, char const *argv[]) {EXPECT_EQ(add(1,1), 2); // PASSEXPECT_EQ(add(1,1), 1) << "FAILED: EXPECT: 2, but given 1";; // FAILDEDreturn 0;
}

编译执行后输出如下：

$ ./gtest_demo_1
/Users/self_study/Cpp/OpenSource/demo/gtest_demo_1.cc:9: Failure
Expected equality of these values:add(1,1)Which is: 2                # 期待的值1                            # 给定的值
FAILED: EXPECT: 2, but given 1 # 自己添加的提示信息

可能你注意到了，在EXPECT_EQ(add(1,1), 1)后有个<<，这是因为gtest允许添加自定义的描述信息，当这个语句测试未通过时就会显示，比如上面的"FAILED: EXPECT: 2, but given 1"。

这个<<和std::ostream接受的类型一致，即可以接受std::ostream可以接受的类型。

相关视频推荐

程序员精进之路-从googletest测试框架开始

c++后端必学：googletest中的设计模式

c/c++后端开发需要学些什么？迭代13次的c/c++后端开发学习路线分享

需要C/C++ Linux服务器架构师学习资料加qun579733396获取（资料包括C/C++，Linux，golang技术，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK，ffmpeg等），免费分享

​

TEST

下面以googletest/samples中的sample1_unittest.cc中的demo为例，介绍如何更好地组织测试案例。

一个简单计算阶乘函数Factorial实现如下：

int Factorial(int n) {int result = 1;for (int i = 1; i <= n; i++) {result *= i;}return result;
}

怎么使用gtest来测试这个函数的行为？

按照上面的quick start可知，这个时候就可以使用EXPECT_EQ宏来判断：

 EXPECT_EQ(1, Factorial(-5)); // 测试计算负数的阶乘EXPECT_EQ(1, Factorial(0));   // 测试计算0的阶乘EXPECT_EQ(6, Factorial(3));   // 测试计算正数的阶乘

但是当测试案例规模变大，不好组织。

因此，为了更好的组织test cases，比如针对Factorial函数，输入是负数的cases为一组，输入是0的case为一组，正数cases为一组。gtest提供了一个宏TEST(TestSuiteName, TestName)，用于组织不同场景的cases，这个功能在gtest中称为test suite。

用法如下：

// 下面三个 TEST 都是属于同一个 test suite，即 FactorialTest

问题来了，怎么运行这些TEST？

在sample1_unittest.cc的main函数中，添加RUN_ALL_TESTS函数即可。

int main(int argc, char **argv) {printf("Running main() from %s\n", __FILE__);testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS(); 
}

在build/bin路径下，执行对应的可执行文件，输出如下：

$./sample1_unittest 
Running main() from /Users/self_study/Cpp/OpenSource/demo/include/googletest/googletest/samples/sample1_unittest.cc
[==========] Running 6 tests from 2 test suites. # 在 sample1_unittest.cc 中有两个 test suites
[----------] Global test environment set-up.    # 第一个 test suite，即上面的 FactorialTest
[----------] 3 tests from FactorialTest     # 3 组
[ RUN      ] FactorialTest.Negative         # Negative 组输出
[       OK ] FactorialTest.Negative (0 ms)  # OK 表示 Negative 组全部测试通过
[ RUN      ] FactorialTest.Zero             # Zero组输出 
[       OK ] FactorialTest.Zero (0 ms)    
[ RUN      ] FactorialTest.Positive         # Positive组输出
[       OK ] FactorialTest.Positive (0 ms)   
[----------] 3 tests from FactorialTest (0 ms total)# sample1_unitest 另一个测试案例的输出 ...[----------] Global test environment tear-down  
[==========] 6 tests from 2 test suites ran. (0 ms total) 
[  PASSED  ] 6 tests.              # 全部测试结果：PASS表示全部通过

下面稍微修改下sample1_unittest.cc中的代码，来产生一个错误：

TEST(FactorialTest, Negative) {EXPECT_EQ(10, Factorial(-5));  // 正确的应该是  EXPECT_EQ(1, Factorial(-5));// ...
}

重新编译，运行结果如下：

$ ./sample1_unittest 
Running main() from /Users/self_study/Cpp/OpenSource/demo/include/googletest/googletest/samples/sample1_unittest.cc
[==========] Running 6 tests from 2 test suites.
[----------] Global test environment set-up.
[----------] 3 tests from FactorialTest
[ RUN      ] FactorialTest.Negative          # 开始运行上面修改的那个组
/Users/self_study/Cpp/OpenSource/demo/include/googletest/googletest/samples/sample1_unittest.cc:79: Failure                 # 测试失败，并指出错误case的位置
Expected equality of these values:           # 期待的值10Factorial(-5)                              # 实际计算出的值Which is: 1
[  FAILED  ] FactorialTest.Negative (0 ms)   # 这组case测试状态：FAILED
[ RUN      ] FactorialTest.Zero              # 下面继续运行
[       OK ] FactorialTest.Zero (0 ms)
[ RUN      ] FactorialTest.Positive
[       OK ] FactorialTest.Positive (0 ms)
[----------] 3 tests from FactorialTest (0 ms total)# ...[----------] Global test environment tear-down
[==========] 6 tests from 2 test suites ran. (0 ms total)
[  PASSED  ] 5 tests.          
[  FAILED  ] 1 test, listed below:     # 1个test失败
[  FAILED  ] FactorialTest.Negative    # 失败的test suite及其组1 FAILED TEST

此外，在TEST宏函数中，也可以像个普通函数一样，定义变量之类的行为。

比如在sample2_unittest.cc中，测试一个自定义类MyString的复制构造函数是否表现正常：

const char kHelloString[] = "Hello, world!";// 在 TEST内部，定义变量
TEST(MyString, CopyConstructor) {const MyString s1(kHelloString);const MyString s2 = s1;EXPECT_EQ(0, strcmp(s2.c_string(), kHelloString));
}

为获得进一步学习，读者可以自行调整sample1_unittest.cc、sample2_unittest.cc中的TEST行为，加深对gtest的TEST宏的理解。

TEST_F

下面介绍gtest中更为高级的功能：test fixture，对应的宏函数是TEST_F(TestFixtureName, TestName)。

fixture，其语义是固定的设施，而test fixture在gtest中的作用就是为每个TEST都执行一些同样的操作。

比如，要测试一个队列Queue的各个接口功能是否正常，因此就需要向队列中添加元素。如果使用一个TEST函数测试Queue的一个接口，那么每次执行TEST时，都需要在TEST宏函数中定义一个Queue对象，并向该对象中添加元素，就很冗余、繁琐。

怎么避免这部分冗余的过程？

TEST_F就是完成这样的事情，它的第一个参数TestFixtureName是个类，需要继承testing::Test，同时根据需要实现以下两个虚函数：

  • virtual void SetUp()：在TEST_F中测试案例之前运行；

  • virtual void TearDown()：在TEST_F之后运行。

可以类比对象的构造函数和析构函数。这样，同一个TestFixtureName下的每个TEST_F都会先执行SetUp，最后执行TearDwom。

此外，testing::Test还提供了两个static函数：

  • static void SetUpTestSuite()：在第一个TEST之前运行

  • static void TearDownTestSuite()：在最后一个TEST之后运行

以sample3-inl中实现的class Queue为例：

class QueueTestSmpl3 : public testing::Test { // 继承了 testing::Test
protected:  static void SetUpTestSuite() {std::cout<<"run before first case..."<<std::endl;} static void TearDownTestSuite() {std::cout<<"run after last case..."<<std::endl;}virtual void SetUp() override {std::cout<<"enter into SetUp()" <<std::endl;q1_.Enqueue(1);q2_.Enqueue(2);q2_.Enqueue(3);}virtual void TearDown() override {std::cout<<"exit from TearDown" <<std::endl;}static int Double(int n) {return 2*n;}void MapTester(const Queue<int> * q) {const Queue<int> * const new_q = q->Map(Double);ASSERT_EQ(q->Size(), new_q->Size());for (const QueueNode<int>*n1 = q->Head(), *n2 = new_q->Head();n1 != nullptr; n1 = n1->next(), n2 = n2->next()) {EXPECT_EQ(2 * n1->element(), n2->element());}delete new_q;}Queue<int> q0_;Queue<int> q1_;Queue<int> q2_;
};

下面是sample3_unittest.cc中的TEST_F：

// in sample3_unittest.cc// Tests the default c'tor.
TEST_F(QueueTestSmpl3, DefaultConstructor) {// !!! 在 TEST_F 中可以使用 QueueTestSmpl3 的成员变量、成员函数 EXPECT_EQ(0u, q0_.Size());
}// Tests Dequeue().
TEST_F(QueueTestSmpl3, Dequeue) {int * n = q0_.Dequeue();EXPECT_TRUE(n == nullptr);n = q1_.Dequeue();ASSERT_TRUE(n != nullptr);EXPECT_EQ(1, *n);EXPECT_EQ(0u, q1_.Size());delete n;n = q2_.Dequeue();ASSERT_TRUE(n != nullptr);EXPECT_EQ(2, *n);EXPECT_EQ(1u, q2_.Size());delete n;
}// Tests the Queue::Map() function.
TEST_F(QueueTestSmpl3, Map) {MapTester(&q0_);MapTester(&q1_);MapTester(&q2_);
}

以TEST_F(QueueTestSmpl3, DefaultConstructor)为例，再具体讲解下TEST_F的运行流程：

  1. gtest构造一个QueueTestSmpl3对象t1；

  2. t1.setUp初始化t1

  3. 第一个TEST_F即DefaultConstructor开始运行并结束

  4. t1.TearDwon运行，用于清理工作

  5. t1被析构

因此，sample3_unittest.cc输出如下：

% ./sample3_unittest
Running main() from /Users/self_study/Cpp/OpenSource/demo/include/googletest/googletest/samples/sample3_unittest.cc
[==========] Running 3 tests from 1 test suite.
[----------] Global test environment set-up.
[----------] 3 tests from QueueTestSmpl3
run before first case...    # 所有的test case 之前运行
[ RUN      ] QueueTestSmpl3.DefaultConstructor
enter into SetUp()          # 每次都会运行
exit from TearDown
[       OK ] QueueTestSmpl3.DefaultConstructor (0 ms)
[ RUN      ] QueueTestSmpl3.Dequeue
enter into SetUp()          # 每次都会运行
exit from TearDown
[       OK ] QueueTestSmpl3.Dequeue (0 ms)
[ RUN      ] QueueTestSmpl3.Map
enter into SetUp()          # 每次都会运行
exit from TearDown
[       OK ] QueueTestSmpl3.Map (0 ms)
run after last case...      # 所有test case结束之后运行
[----------] 3 tests from QueueTestSmpl3 (0 ms total)[----------] Global test environment tear-down
[==========] 3 tests from 1 test suite ran. (0 ms total)
[  PASSED  ] 3 tests.

TEST_F相比较TEST可以更加简洁地实现功能测试。

 


http://www.ppmy.cn/news/62817.html

相关文章

腾讯高工手写13W字“Netty速成手册”，3天走向实战

腾讯高工手写13W字“Netty速成手册”，3天走向实战

前言 在java界&#xff0c;netty无疑是开发网络应用的拿手菜。你不需要太多关注复杂的nio模型和底层网络的细节&#xff0c;使用其丰富的接口&#xff0c;可以很容易的实现复杂的通讯功能。 作为当前最流行的NIO框架&#xff0c;Netty在互联网领域、大数据分布式计算领域、游…
阅读更多...
Javascript面试题：20道含答案和代码示例的练习题

Javascript面试题：20道含答案和代码示例的练习题

请写出一个将字符串转换为数字的函数&#xff0c;例如将字符串“123”转换为数字123。 function stringToNumber(str) {return Number(str); }请写出一个将数字转换为字符串的函数&#xff0c;例如将数字123转换为字符串“123”。 function numberToString(num) {return num.…
阅读更多...
【ED合集】事件检测的文章

【ED合集】事件检测的文章

1 CorED: Incorporating Type-level and Instance-level Correlationsfor Fine-grained Event Detection 论文来源&#xff1a;SIGIR 2022(CCF A类会议) 论文链接&#xff1a;https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3477495.3531956 代码链接&#xff1a;GitHub - JiaweiSheng…
阅读更多...
GPU理解

GPU理解

什么是GPU GPU(Graphics Processing Unit)代表图形处理单元。该术语通常与图形卡或视频卡等术语互换使用。从技术上讲&#xff0c;GPU 是第三方显卡或主板上的主要图形处理芯片。 GPU 与 CPU不同。CPU 是中央处理器&#xff0c;它是计算机的主要大脑。GPU 专用于执行在计算机…
阅读更多...
基础语法——笔记一

基础语法——笔记一

一、基础语法 编码 源码文件以UTF-8编码&#xff0c;所有字符串都是Unicode字符串标识符 第一个字符必须是字母表中的字母或下划线_ 标识符的其他部分由字母、数字、下划线组成 标识符对大小写敏感python保留字&#xff08;关键字&#xff09; 不能用于任何标识符输出python标…
阅读更多...
MVCC

MVCC

相关数据库知识点回顾 1.1 什么是数据库事务&#xff0c;为什么要有事务 事务&#xff0c;由一个有限的数据库操作序列构成&#xff0c;这些操作要么全部执行,要么全部不执行&#xff0c;是一个不可分割的工作单位。 ​假如A转账给B 100 元&#xff0c;先从A的账户里扣除 100 元…
阅读更多...
8个方法判断一个项目是否值得投资

8个方法判断一个项目是否值得投资

01看准 投资就是投人&#xff0c;投资就是投团队&#xff0c;尤其要看准团队的领头人。 对目标企业团队成员的要求是&#xff1a;富有激情、和善诚信、专业敬业、善于学习。 02发掘 发掘---两大优势&#xff08;优势行业、优势企业&#xff09; 在优势行业中发掘、寻找优势…
阅读更多...
yarn的安装以及使用

yarn的安装以及使用

4.1 安装yarn 在npm的基础上写 npm i -g yarn ​ 查看是否成功&#xff1a; yarn -v#注 : 有的安装yarn成功之后 会发现yarn既不是内部命令也不是外部命令&#xff0c;解决办法 1. yarn global bin 得到一个yarn的安装地址 C:\Users\你自己的电脑\AppData\Local\Yarn\bin 2…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023