大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
sudo apt-get install libgtest-dev
闲来无事,想尝试一下gtest/gmock,根据下载的源码包里有README,并根据自己安装过程补充记录如下,以便以后查询
1.获取GTest/GMock源码
从Google网站上http://code.google.com/p/googlemock/downloads/list下载GMock源码(GMock源码中包含GTest源码,无需另外下载GTest源码)
放到本地目录,我下载的GMock源码版本是gmock-1.7.0,选择放在/home/USERNAME/Download下,解压,生成gmock-1.7.0
cd gmock-1.7.0
2.创建连接库
生成gtest-all.o : g -isystem gtest/include -I./gtest -isystem ./include -I. -pthread -c ./gtest/src/gtest-all.cc
生成gmock-all.o : g -isystem gtest/include -I./gtest -isystem ./include -I. -pthread -c ./src/gmock-all.cc
生成libgtest.a和libgmock.a : ar -rv libgmock.a gtest-all.o gmock-all.o
3.拷贝文件到/use/local目录
将gmock-1.7.0/gtest/include下面的gtest目录拷贝到/usr/local/include下
cp gmock-1.7.0/gtest/include/gtest/ /usr/local/include -r
将gmock-1.7.0/include下面的gmock目录拷贝到/usr/local/include下
cp gmock-1.7.0/include/gmock/ /usr/local/include -r
cp gmock-1.7.0/libgtest.a /usr/local/lib
cp gmock-1.7.0/libgmock.a /usr/local/lib
4.编译连接,测试
g -o executefile yourcode.cpp -lpthread -lgtest -lgmock
代码语言:javascript复制you need modify the Makefile using '-pthread' instead of '-lpthread'.
Or just run command like:
sudo g ../samples/sample1.cc ../samples/sample1_unittest.cc /usr/src/gtest/src/gtest_main.cc /usr/src/gtest/src/gtest-all.cc -I/usr/src/gtest/include -I/usr/src/gtest -g -Wall -Wextra -pthread -o sample1_unitte
sudo ./sample1_unittest --gtest_output=xml
--gtest_output=xml[:DIRECTORY_PATH/|:FILE_PATH]
Generate an XML report in the given directory or with the given file
name. FILE_PATH defaults to test_details.xml.
最后附上GTest/GMock学习文档:
GTest学习文章:
http://www.cnblogs.com/coderzh/archive/2009/04/06/1426755.html
GMock三篇学习文章:
1,http://code.google.com/p/googlemock/wiki/ForDummies
2,http://code.google.com/p/googlemock/wiki/CheatSheet
3,http://code.google.com/p/googlemock/wiki/CookBook
按上述顺序阅读,最后一篇文章比较长。
注:如果不用gmock,仅仅用到gtest,可以将上述gmock部分内容去掉。
对于 c 来说写单元测试和 mock 框架不是一件容易的事情。还好, Google 为我们搭建了一个出色的单元测试和 mock 框架。网上的例子很多都过多强调概念,本文用一个简单的例子让大家对于什么是 gtest 和 gmock 让大家有一个直观的了解,让大家很快上手,就像写 hello word 一样容易。
gtest&gmock 的 1.6 版本的使用 make 编译,新版的已经已经迁移到 github 上使用 cmake 编译,安装过程很多,这里不在重复,如果大家有需要再单独写。
1.下载安装 Google Test and Google Mock
2. 编译生成静态库gtest_main.a gmock_main.a (包含main库后不需要自己写main函数)
gmock用来对与为实现对象的接口模拟。
我们有一个Messgener.h接口,它的getMessage目前还没有实现,可以使用mock类提供的宏来模拟,这样就可以调试客户端程序,屏蔽Messgener.h的具体实现
代码语言:javascript复制#ifndef SRC_MESSENGER_H_
#define SRC_MESSENGER_H_
#include <string>
using namespace std;
class Messenger
{
public:
virtual ~Messenger() {}
virtual string getMessage() = 0;
};
#endif /* SRC_MESSENGER_H_ */
Messenger.h 的 mock 类
代码语言:javascript复制#ifndef SRC_MOCKMESSENGER_H_
#define SRC_MOCKMESSENGER_H_
#include "Messenger.h"
#include <string>
#include <gmock/gmock.h>
using namespace std;
class MockMessenger : public Messenger
{
public:
MOCK_METHOD0(getMessage, string());
};
#endif /* SRC_MOCKMESSENGER_H_ */
调用Messenger.h的客户端程序
HelloWorld.h
代码语言:javascript复制#ifndef SRC_HELLOWORLD_H_
#define SRC_HELLOWORLD_H_
#include <string>
#include "Messenger.h"
using namespace std;
class HelloWorld
{
public:
HelloWorld();
virtual ~HelloWorld();
string getMessage(Messenger* messenger) const;
};
#endif /* SRC_HELLOWORLD_H_ */
HelloWorld.cpp
代码语言:javascript复制#include "HelloWorld.h"
#include "Messenger.h"
HelloWorld::HelloWorld()
{
}
HelloWorld::~HelloWorld()
{
}
string HelloWorld::getMessage(Messenger* messenger) const
{
return messenger->getMessage();
}
有了要测试的代码和依赖的接口的mock模拟类,下面是gtest的单元测试写法:
代码语言:javascript复制#include "HelloWorld.h"
#include <gtest/gtest.h>
#include <gmock/gmock.h>
#include "MockMessenger.h"
#include <string>
#include <memory>
using namespace testing;
TEST(HelloWorldTest, getMessage)
{
MockMessenger messenger;
std::string msg = "Hello World";
EXPECT_CALL(messenger, getMessage()).WillRepeatedly(Return(ByRef(msg)));
HelloWorld helloWorld;
EXPECT_EQ("Hello World", helloWorld.getMessage(&messenger));
EXPECT_EQ("Hello World", helloWorld.getMessage(&messenger));
EXPECT_EQ("Hello World", helloWorld.getMessage(&messenger));
}
本文基于笔者的实际开发经验,言简意赅地讲解了C/C 单元测试框架gtest的主要使用方法和注意事项,并设计了若干可编译的精简示例,给出了运行效果图。既可以用作gtest的入门教程,也适合作为工作中的快速参考。
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Google C Testing Framework(简称gtest,http://code.google.com/p/googletest/)是Google公司发布的一个开源C/C 单元测试框架,已被应用于多个开源项目及Google内部项目中,知名的例子包括Chrome Web浏览器、LLVM编译器架构、Protocol Buffers数据交换格式及工具等。
优秀的C/C 单元测试框架并不算少,相比之下gtest仍具有明显优势。与CppUnit比,gtest需要使用的头文件和函数宏更集中,并支持测试用例的自动注册。与CxxUnit比,gtest不要求Python等外部工具的存在。与Boost.Test比,gtest更简洁容易上手,实用性也并不逊色。Wikipedia给出了各种编程语言的单元测试框架列表(http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_unit_testing_frameworks)。
一、基本用法
gtest当前的版本是1.5.0,如果使用Visual C 编译,要求编译器版本不低于7.1(Visual C 2003)。如下图所示,它的msvc文件夹包含Visual C 工程和项目文件,samples文件夹包含10个使用范例。
一般情况下,我们的单元测试代码只需要包含头文件gtest.h。gtest中常用的所有结构体、类、函数、常量等,都通过命名空间testing访问,不过gtest已经把最简单常用的单元测试功能包装成了一些带参数宏,因此在简单的测试中常常可以忽略命名空间的存在。
按照gtest的叫法,宏 TEST为特定的测试用例(Test Case)定义了一个可执行的测试(Test)。它接受用户指定的测试用例名(一般取被测对象名)和测试名作为参数,并划出了一个作用域供填充测试宏语句和普通的C 代码。一系列TEST的集合就构成一个简单的测试程序。
常用的测试宏如下表所示。以 ASSERT_开头和以 EXPECT_开头的宏的区别是,前者在测试失败时会给出报告并立即终止测试程序,后者在报告后继续执行测试程序。
ASSERT宏 | EXPECT宏 | 功能 |
---|---|---|
ASSERT_TRUE | EXPECT_TRUE | 判真 |
ASSERT_FALSE | EXPECT_FALSE | 判假 |
ASSERT_EQ | EXPECT_EQ | 相等 |
ASSERT_NE | EXPECT_NE | 不等 |
ASSERT_GT | EXPECT_GT | 大于 |
ASSERT_LT | EXPECT_LT | 小于 |
ASSERT_GE | EXPECT_GE | 大于或等于 |
ASSERT_LE | EXPECT_LE | 小于或等于 |
ASSERT_FLOAT_EQ | EXPECT_FLOAT_EQ | 单精度浮点值相等 |
ASSERT_DOUBLE_EQ | EXPECT_DOUBLE_EQ | 双精度浮点值相等 |
ASSERT_NEAR | EXPECT_NEAR | 浮点值接近(第3个参数为误差阈值) |
ASSERT_STREQ | EXPECT_STREQ | C字符串相等 |
ASSERT_STRNE | EXPECT_STRNE | C字符串不等 |
ASSERT_STRCASEEQ | EXPECT_STRCASEEQ | C字符串相等(忽略大小写) |
ASSERT_STRCASENE | EXPECT_STRCASENE | C字符串不等(忽略大小写) |
ASSERT_PRED1 | EXPECT_PRED1 | 自定义谓词函数, (pred, arg1)(还有_PRED2, …, _PRED5) |
写个简单的测试试一下。假设我们实现了一个加法函数:
代码语言:javascript复制 // add.h
#pragma once
inline int Add(int i, int j) { return i j; }
对应的单元测试程序可以这样写:
代码语言:javascript复制 // add_unittest.cpp
#include "add.h"
#include <gtest/gtest.h>
TEST(Add, 负数) {
EXPECT_EQ(Add(-1,-2), -3);
EXPECT_GT(Add(-4,-5), -6); // 故意的
}
TEST(Add, 正数) {
EXPECT_EQ(Add(1,2), 3);
EXPECT_GT(Add(4,5), 6);
}
代码中,测试用例 Add包含两个测试,正数和负数(这里利用了Visual C 2005以上允许标识符包含Unicode字符的特性)。编译运行效果如下:
在控制台界面中,通过的测试用绿色表示,失败的测试用红色表示。双横线分隔了不同的测试用例,其中包含的每个测试的启动与结果用单横线和RUN … OK或RUN … FAILED标出。失败的测试会打印出代码行和原因,测试程序最后为所有用例和测试显示统计结果。建议读者试一下换成 ASSERT_宏的不同之处。
每个测试宏还可以使用 <<运算符在测试失败时输出自定义信息,如:
代码语言:javascript复制 ASSERT_EQ(M[i], N[j]) << "i = " << i << ", j = " << j;
编译命令行中,gtest_mt.lib和gtest_main_mt.lib就是前面使用VC项目文件生成的静态库。有意思的是,测试代码不需要注册测试用例,也不需要定义 main函数,这是gtest通过后一个静态库自动完成的,它的实现代码如下:
代码语言:javascript复制 // gtest-main.cc
int main(int argc, char **argv) {
std::cout << "Running main() from gtest_main.ccn";
testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
return RUN_ALL_TESTS();
}
其中,函数 InitGoogleTest负责注册需要运行的所有测试用例,宏 RUN_ALL_TEST负责执行所有测试,如果全部成功则返回0,否则返回1。当然,我们也可以仅链接gtest_mt.lib,自己提供 main函数。
二、测试固件
很多时候,我们想在不同的测试执行前创建相同的配置环境,在测试执行结束后执行相应的清理工作,测试固件(Test Fixture)为这种需求提供了方便。“Fixture”是一个汉语中不易直接对应的词,《美国传统词典》对它的解释是“(作为附属物的)固定装置;被固定的状态”。在单元测试中,Fixture的作用是为测试创建辅助性的上下文环境,实现测试的初始化和终结与测试过程本身的分离,便于不同测试使用相同代码来搭建固定的配置环境。用体操比赛的说法,测试过程体现了特定测试的自选动作,测试固件则体现了对一系列测试(在开始和结束时)的规定动作。有些讲单元测试的书籍直接把测试固件称为Scaffolding(脚手架)。
使用测试固件比单纯调用 TEST宏稍微麻烦一些:
1. 从gtest的 testing::Test类派生一个类,用 public或 protected定义以下所有成员。
2. (可选)建立环境:使用默认构造函数,或定义一个虚成员函数 virtual void SetUp()。
3. (可选)销毁环境:使用析构函数,或定义一个虚成员函数 virtual void TearDown()。
4. 用 TEST_F定义测试,写法与 TEST相同,但测试用例名必须为上面定义的类名。
每个带固件的测试的执行顺序是:
1. 调用默认构造函数创建一个新的带固件对象。
2. 立即调用 SetUp函数。
3. 运行 TEST_F体。
4. 立即调用 TearDown函数。
5. 调用析构函数销毁类对象。
从gtest的实现代码可以看到, TEST_F又从用户定义的类自动派生了一个类,因此要求 public或 protected的访问权限;大括号里的内容被扩展成一个名为 TestBody的虚成员函数的函数体,因此可以在其中直接访问成员变量和成员函数。其实 TEST也采用了相同的实现机制,只是它直接从gtest的 testing::Test自动派生类,所以可以指定任意用例名。 testing::Test类的 SetUp和 TearDown都是空函数,所以它只执行测试步骤,没有环境的创建和销毁。
借用上面Add函数写个固件测试的例子:
代码语言:javascript复制 // add_unittest2.cpp
#include "add.h"
#include <stdio.h>
#include <gtest/gtest.h>
class AddTest: public testing::Test
{
public:
virtual void SetUp() { puts("SetUp()"); }
virtual void TearDown() { puts("TearDown()"); }
};
TEST_F(AddTest, 正数) {
ASSERT_GT(Add(1,2), 3); // 故意的
ASSERT_EQ(Add(4,5), 6); // 也是故意的
}
编译运行效果如下:
必须强调,每个 TEST_F开始都创建了一个新的带固件对象,因此每个测试都使用独立的完全相同的初始环境,各测试可以按任意顺序执行(参见–gtest_shuffle命令行选项)。但在某些情况下,我们可能需要在各个测试间共享一个相同的环境来保存和传递状态,或者环境的状态是只读的,可以只初始化一次,再或者创建环境的过程开销很高,要求只初始化一次。共享某个固件环境的所有测试合称为一个“测试套件”(Test Suite),gtest中利用静态成员变量和静态成员函数实现这个概念:
1. (可选)在 testing::Test的派生类中,定义若干静态成员变量来维护套件的状态。
2. (可选)建立共享环境:定义一个静态成员函数 static void SetUpTestCase()。
3. (可选)销毁共享环境:定义一个静态成员函数 static void TearDownCase()。
另外,还可以使用gtest的 Environment类来建立和销毁所有测试共用的全局环境(对应于上图显示的“Global test environment set-up”和“Global test environment tear-down”):
代码语言:javascript复制 class Environment {
public:
virtual ~Environment() {}
virtual void SetUp() {}
virtual void TearDown() {}
};
gtest文档建议测试程序自己定义 main函数并在其中创建和注册全局环境对象:
代码语言:javascript复制 Environment* AddGlobalTestEnvironment(Environment* env);
三、异常测试
C程序中要返回出错信息,可以利用特定的函数返回值、函数的输出(outbound)参数、或者设置全局变量(如C标准库定义的 errno,Windows API中的“上次错误”(last error)代码,Winsock中与每个socket相关联的错误代码)。C 程序常用异常(exception)来返回出错信息,gtest为异常测试提供了专用的测试宏:
ASSERT宏 | EXPECT宏 | 功能 |
---|---|---|
ASSERT_NO_THROW | EXPECT_NO_THROW | 不抛出异常,参数为 (statement) |
ASSERT_ANY_THROW | EXPECT_ANY_THROW | 抛出异常,参数为 (statement) |
ASSERT_THROW | EXPECT_THROW | 抛出特定类型的异常,参数为 (statement, type) |
需要注意,这些测试宏都接受C/C 语句作为参数,所以既可以像前面那样传递表达式,也可以传递用大括号包起来的代码块。
借助下面的被测函数:
代码语言:javascript复制 // divide.h
#pragma once
#include <stdexcept>
int divide(int dividend, int divisor) {
if(!divisor) {
throw std::length_error("can't be divided by 0"); // 故意的
}
return dividend / divisor;
}
测试程序如下:
代码语言:javascript复制 // divide-unittest.cpp
#include <gtest/gtest.h>
#include "./divide.h"
TEST(Divide, ByZero) {
EXPECT_NO_THROW(divide(-1, 2));
EXPECT_ANY_THROW({
int k = 0;
divide(k, k);
});
EXPECT_THROW(divide(100000, 0), std::invalid_argument);
}
编译运行效果如下
容易想到,gtest的这些异常测试宏是用C 的 try … catch语句来实现的:
代码语言:javascript复制 try {
statement;
}
catch(type const&) {
// throw
}
catch(...) {
// any throw
}
// no throw
如果把上图中Visual C 的编译选项/EHsc换成/EHa, try … catch就可以同时支持C 风格的异常和Windows系统的结构化异常(SEH)。这样,即使删掉 divide函数里的 if判断,测试代码的 EXPECT_ANY_THROW宏也会成功捕获异常。
遗憾的是,目前仅使用这些测试宏无法得到获得被抛出异常的详细信息(如 divide函数中的报错文本),这和gtest自身不愿意使用C 异常有关。
四、值参数化测试
有些时候,我们需要对代码实现的功能使用不同的参数进行测试,比如使用大量随机值来检验算法实现的正确性,或者比较同一个接口的不同实现之间的差别。gtest把“集中输入测试参数”的需求抽象出来提供支持,称为值参数化测试(Value Parameterized Test)。
值参数化测试包括4个步骤:
1. 从gtest的 TestWithParam模板类派生一个类(记为 C),模板参数为需要输入的测试参数的类型。由于 TestWithParam本身是从 Test派生的,所以 C就成了一个测试固件类。
2. 在 C中,可以实现诸如 SetUp、 TearDown等方法。特别地,测试参数由 TestWithParam实现的 GetParam()方法依次返回。
3. 使用 TEST_P(而不是 TEST_F)定义测试。
4. 使用 INSTANTIATE_TEST_CASE_P宏集中输入测试参数,它接受3个参数:任意的文本前缀,测试类名(这里即为 C),以及测试参数值序列。gtest框架依次使用这些参数值生成测试固件类实例,并执行用户定义的测试。
gtest提供了专门的模板函数来生成参数值序列,如下表所示:
参数值序列生成函数 | 含义 |
---|---|
Bool() | 生成序列 {false, true} |
Range(begin, end[, step]) | 生成序列 {begin, begin step, begin 2*step, …} (不含 end), step默认为1 |
Values(v1, v2, …, vN) | 生成序列 {v1, v2, …, vN} |
ValuesIn(container), ValuesIn(iter1, iter2) | 枚举STL container,或枚举迭代器范围 [iter1, iter2) |
Combine(g1, g2, …, gN) | 生成 g1, g2, …, gN的笛卡尔积,其中g1, g2, …, gN均为参数值序列生成函数(要求C 0x的<tr1/tuple>) |
写个小程序试一下。假设我们实现了一种快速累加算法,希望使用另一种直观算法进行正确性校验。算法实现和测试代码如下
代码语言:javascript复制 // addupto.h
#pragma once
inline unsigned NaiveAddUpTo(unsigned n) {
unsigned sum = 0;
for(unsigned i = 1; i <= n; i) sum = i;
return sum;
}
inline unsigned FastAddUpTo(unsigned n) {
return n*(n 1)/2;
}
测试程序如下:
代码语言:javascript复制 // addupto_test.cpp
#include <gtest/gtest.h>
#include "addupto.h"
class AddUpToTest : public testing::TestWithParam<unsigned>
{
public:
AddUpToTest() { n_ = GetParam(); }
protected:
unsigned n_;
};
TEST_P(AddUpToTest, Calibration) {
EXPECT_EQ(NaiveAddUpTo(n_), FastAddUpTo(n_));
}
INSTANTIATE_TEST_CASE_P(
NaiveAndFast, // prefix
AddUpToTest, // test case name
testing::Range(1u, 1000u) // parameters
);
注意 TestWithParam的模板参数设置为 unsigned类型,而在代码倒数第2行,两个常量值都加了 u后缀来指定为 unsigned类型。熟悉C 的读者应该知道,模板函数在进行类型推断(deduction)时匹配相当严格,不像普通函数那样允许类型提升(promotion)。如果上面省略 u后缀,就会造成编译错误。当然还可以显式指定模板参数: testing::Range<unsigned>(1, 1000)。
运行效果如下,这里省略了开头的大部分输出(命令行窗口设置的缓冲区高度为3000行)。
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