gtest单元测试框架介绍及简单使用

杨永贞

发布于 2022-04-13 10:22:15

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发布于 2022-04-13 10:22:15

Gtest介绍

Gtest是Google的一个开源框架，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。可在多个平台上使用（包括Linux, Mac OS X, Windows, Cygwin和Symbian）。它提供了丰富的断言、致命和非致命失败判断，能进行值参数化测试、类型参数化测试、“死亡测试”。

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相关特性

一 .断言 一般的要测试一个方法（函数）是否是正常执行的，可以提供一些输入数据。在调用这个方法（函数）后得到输出数据，然后检查输出的数据是否与我们期望的结果是一致的。若一致则说明这个方法的逻辑是正确的，否则就有问题。

在对输出结果进行检查（check）时，Gtest为我提供了一系列的断言（assertion）来进行代码测试，这些宏有点类似于函数调用。当断言失败时Gtest将会打印出assertion时的源文件和出错行的位置以及附加的失败信息。这些输出的附加信息用户可以直接通过“<<”在这些断言宏后面。

Gtest中，断言的宏可以理解为分为两类，一类是ASSERT系列，一类是EXPECT系列。

ASSERT_系列的断言（Fatal assertion）：

当检查点失败时，退出当前函数（注意：并非退出当前案例）。

EXPECT_系列的断言(Nonfatal assertion)：

当检查点失败时，继续执行下一个检查点（每一个断言表示一个测试点）。

通常情况应该首选使用EXPECT_，因为ASSERT_*在报告完错误后不会进行清理工作，有可能导致内存泄露问题。

断言中提供以下几种检查方法:

布尔类型检查

二值检查

字符串检查

异常检查

浮点检查

相近值检查

二 .宏测试

TEST宏

TEST宏的第一个参数是test_suite_name（测试套件名），第二个参数是test_name（测试特例名）。

测试套件（Test Case）是为某个特殊目标而编制的一组测试输入、执行条件以及预期结果，以便测试某个程序路径或核实是否满足某个特定需求。

测试特例是测试套件下的一个（组）测试。

对于测试套件名和测试特例名，不能有下划线（_）。因为GTest源码中需要使用下划线把它们连接成一个独立的类名。不能有相同的“测试套件名和特例名”的组合——否则类名重合。

测试套件名和测试特例名的分开，使得我们编写的测试代码有着更加清晰的结构。

TEST_F宏

使用TEST_F前需要创建一个固件类，继承esting::Test类。

在类内部使用public或者protected描述其成员，为了保证实际执行的测试子类可以使用其成员变量。在构造函数或者继承于::testing::Test类中的SetUp方法中可以实现我们需要构造的数据。在析构函数或者继承于::testing::Test类中的TearDown方法中可以实现一些资源释放的代码。

第一个参数为测试套件名（必须与创建的固件类名一致），第二个为测试名，可任意取。

TEST_F宏和TEST宏的实现接近，只是TEST_F宏的封装更加开放一些，对TEST宏的功能多了一些扩展。

TEST_F与TEST的区别，TEST_F提供了一个初始化函数（SetUp）和一个清理函数(TearDown)。在TEST_F中使用的变量可以在初始化函数SetUp中初始化，在TearDown中销毁。所有的TEST_F是互相独立的，都是在初始化以后的状态开始运行。一个TEST_F不会影响另一个TEST_F所使用的数据，多个测试场景需要相同数据配置的情况用 TEST_F。

TEST_P宏

在设计测试案例时，经常需要考虑给被测函数传入不同的值的情况。我们之前的做法通常是写一个通用方法然后编写在测试案例调用它。即使使用了通用方法，这样的工作也是有很多重复性的。

用TEST这个宏，需要编写如下的测试案例，每输入一个值就需要写一个测试点，这还只是在一个测试中，如果把每个测试点单独创建一个测试，工作量就更大。使用TEST_P这个宏，对输入进行参数化，就简单很多。

预处理事件机制

gtest 提供了多种预处理事件机制，方便我们在测试之前或之后做一些操作。

1. 全局的，所有测试执行前后。

2. TestSuite级别的，在某测试套件中第一个测试前，最后一个测试执行后。

3. TestCase级别的，每个测试前后。

1.全局事件

要实现全局事件，必须写一个类继承testing::Environment类，实现里面的SetUp和TearDown方法。

1. SetUp()方法在所有案例执行前执行。

2. TearDown()方法在所有案例执行后执行。

还需要在main函数中通过调用testing::AddGlobalTestEnvironment这个函数将事件挂进来，也就是说，我们可以写很多个这样的类，然后将他们的事件都挂上去，AddGlobalTestEnvironment这个函数要放在RUN_ALL_TEST之前。

2.TestSuites事件

需要写一个类，继承testing::Test，然后实现两个静态方法

1. SetUpTestCase() 方法在第一个TestCase之前执行。

2. TearDownTestCase() 方法在最后一个TestCase之后执行。

3.TestCase事件 TestCase事件是挂在每个案例执行前后的，实现方式和Test'Suites的几乎一样，不过需要实现的是SetUp方法和TearDown方法：

1. SetUp()方法在每个TestCase之前执行。

2. TearDown()方法在每个TestCase之后执行。 测试用例入口

int main(int argc,char *argv[])
{
    testing::InitGoogleTest(&argc,argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}

cmake工程中使用

find_package(GTest CONFIG REQUIRED)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE GTest::gtest GTest::gtest_main GTest::gmock GTest::gmock_main)

附个简单的cmake工程模板：

cmake_minimum_required(VERSION 3.12)

project(mygtest VERSION 0.0.1)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

####################  QT dependencies ####################
#set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
#set(CMAKE_AUTOMOC ON)
#set(CMAKE_AUTORCC ON)
#set(CMAKE_AUTOUIC ON)

#set(QT_VERSION 5)
#set(REQUIRED_LIBS Core)
#set(REQUIRED_LIBS_QUALIFIED Qt5::Core)

####################  set output directory ####################
set(BUILD_DIR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/build)
set(LIB_DIR ${BUILD_DIR}/Release)
set(LIB_FIX)
if (CMAKE_BUILD_TYPE MATCHES "Debug")
    set(LIB_DIR ${BUILD_DIR}/Debug)
    set(LIB_FIX _d)
endif ()

get_filename_component(ABSOLUTE_PATH ${LIB_DIR} ABSOLUTE)
set(LIB_DIR ${ABSOLUTE_PATH})

set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${LIB_DIR}/lib)
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${LIB_DIR}/lib)
set(CMAKE_PDB_OUTPUT_DIRECTORY ${LIB_DIR}/lib)
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${LIB_DIR}/lib)

set(LIB_DIR_FIX ${LIB_DIR}/bin)
option(USE_VS_BUILD "use visual studio build." OFF)
if (USE_VS_BUILD)
    set(LIB_DIR_FIX ${LIB_DIR}/bin/Debug)
endif ()

####################  set include path ####################
set(SRC_PATH
        ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/
        )

include_directories(
        ${SRC_PATH}
        ${BUILD_DIR}/../include
)

add_definitions(
        
)

####################  scan source files ####################
foreach (path ${SRC_PATH})
    aux_source_directory(${path} SRC_FILES)
endforeach ()


####################  version config ####################
#configure_file(${BUILD_DIR}/../include/version.h.in ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/plugin_version.h)
#include_directories(${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR})

#if (MSVC)
#    set(MY_VERSIONINFO_RC "${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/VersionInfo.rc")
#    configure_file("${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/resource.rc.in"
#            "${MY_VERSIONINFO_RC}")
#endif ()

#add_library(${PROJECT_NAME} SHARED ${SRC_FILES} ${MY_VERSIONINFO_RC})
add_executable(${PROJECT_NAME} ${SRC_FILES})
####################  set target properties ####################
set_target_properties(${PROJECT_NAME} PROPERTIES DEBUG_POSTFIX _d)

####################  set target dependencies ####################
find_package(GTest CONFIG REQUIRED)
#find_package(Qt${QT_VERSION} COMPONENTS ${REQUIRED_LIBS} REQUIRED)

set(THIRD_LIBS
        #${REQUIRED_LIBS_QUALIFIED}
        #${LOGGING_LIB}
        )
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE ${THIRD_LIBS})
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE GTest::gtest GTest::gtest_main GTest::gmock GTest::gmock_main)

在clion的项目中还需要配置：

-DCMAKE_PREFIX_PATH=D:\Qt5.12.11\Qt5.12.11\5.12.11\msvc2015_64\lib\cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=F:\vcpkg\scripts\buildsystems\vcpkg.cmake -Wno-dev

若使用命令行下尝试，则推荐使用powershell脚本，附个示例：

$VcpkgPath = "F:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake"
#if (($result = Read-Host "Enter the full path of vcpkg.cmake[default: F:/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake]") -eq '') {} else {$VcpkgPath=$result}
Write-Host "`n VcpkgPath: $VcpkgPath" -ForegroundColor Yellow

Push-Location 'C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\Common7\Tools'    
cmd /c "vsvars32.bat&set" |
ForEach-Object {
  if ($_ -match "=") {
    $v = $_.split("="); set-item -force -path "ENV:\$($v[0])"  -value "$($v[1])"
  }
}
Pop-Location
write-host "`nVisual Studio 2015 Command Prompt variables set." -ForegroundColor Yellow

Write-Host "`n build for this module project." -ForegroundColor Green
cmake . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="$VcpkgPath" -Wno-dev -G "NMake Makefiles" 
Set-Location build
nmake 
#nmake install
Set-Location ..

简单示例

#include<iostream>
using namespace std; 
#include<gtest/gtest.h>

class MyClass{
public:
    int add(int a,int b){
        return a+b;
    }
    int del(int a,int b){
        return a-b;
    }

};
//class MyClassTest: public testing::Test{}
class MyClassTest: public testing::TestWithParam<int>{
public:
    static void SetUpTestCase()
    {
        cout<<"SetUpTestCase"<<endl;
    }
    static void TearDownTestCase()
    {
        cout<<"TearDownTestCase"<<endl;
    }
    virtual void SetUp()   //TEST跑之前会执行SetUp
    {
        cout<<"SetUp"<<endl;
    }
    virtual void TearDown() //TEST跑完之后会执行TearDown
    {
        cout<<"TearDown"<<endl;
    }
    MyClass myClass;

};

INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(PARAM,MyClassTest,testing::Values(3,5,7,9));

int Abs(int x)
{
     return x > 0 ? x : -x;
}

TEST(IsAbsTest,MyTest)
{
    ASSERT_TRUE(Abs(1) == 1) << "Abs(1)=1";  //ASSERT_TRUE期待结果是true,operator<<输出一些自定义的信息
    ASSERT_TRUE(Abs(-1) == 1) << "Abs(-1)=1";
    ASSERT_FALSE(Abs(-2) == -2);  //期待结果是false
    ASSERT_EQ(Abs(1),Abs(-1));
    ASSERT_NE(Abs(-1),0);
    ASSERT_LT(Abs(-1),2);
    ASSERT_GT(Abs(-1),0);
    ASSERT_LE(Abs(-1),2);
    ASSERT_GE(Abs(-1),0);
}

//此时使用的是TEST_P宏
TEST_P(MyClassTest,AddTest)
{
    auto out= myClass.add(1,2);
    //ASSERT_NE(out,3);
    int n = GetParam();
    ASSERT_EQ(out,3);
    ASSERT_EQ(out,n);
}
//此时使用的是TEST_F宏
TEST_F(MyClassTest,Add)
{
    auto out= myClass.add(1,2);
    ASSERT_EQ(out,3);
}
TEST_F(MyClassTest,del)
{
    ASSERT_EQ(myClass.del(4,3),1);
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    testing::InitGoogleTest(&argc,argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}

运行结果：