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cmake应用:集成gtest进行单元测试

SDKB英文 2024-08-31 阅读 25
 int fibo(int i) {
 
    if (i == 1 || i == 2) {
 
      return 1;
 
    }
 
    return fibo(i - 1) + fibo(i - 2);
 
  }

?

 这个函数是为了实现斐波那契数列,所以输入可以分为几类,就可以覆盖所有情况:

  1. 小于等于0的整数

  2. 1和2

  3. 大于2的整数

  对应地,可以设置以下测试用例:

  1. 输入0,期望值是0

  2. 输入1,期望值是1

  3. 输入2,期望值是1

  4. 输入3,期望值是2

  5. 输入4,期望值是3

  可以比较明显地发现,如果输入是小于等于0的整数,这个函数就一直递归下去了。这也是开发过程中需要注意的,代码(功能)的使用者并不一定会遵循常规的思维(斐波那契数列不可能输入负数),开发者只能相信自己的代码,不要对输入有任何假设。

  上述test case在cmake-template项目的test/c/test_gtest_demo.cc中有示例

二 gtest简介

  Google Test是Google开源的一个跨平台的C++单元测试框架,简称gtest,它提供了非常丰富的测试断言、判断宏,极大方便开发者编写测试用例的流程,也是很多开源项目使用的测试框架。

  在前面介绍CMake的测试功能时,每个单元测试都是一个可执行文件,实现了main函数,在CMakeLists.txt中使用add_test命令来添加测试用例:

  enable_testing()

  add_executable(test_add test/c/test_add.c)

  add_executable(test_minus test/c/test_minus.c)

  target_link_libraries(test_add math)

  target_link_libraries(test_minus math)

  add_test(NAME test_add COMMAND test_add 10 24 34)

  add_test(NAME test_minus COMMAND test_minus 40 96 -56)

  通过使用gtest可以简化这个流程,让开发者可以专注在测试用例的书写上,而不用手动编写大量的main函数,以及一些判断输出是否符合预期的附加代码。

三 集成gtest

  1 将gtest源码加入项目

  gtest是一个开源的框架,代码位于github仓库:google/googletest,本文介绍直接将gtest加入到项目中,通过CMake编译使用。

  首先在项目根目录新建一个third_party目录,下载源码的最新release版本,并解压:

  ?# mkdir third_party

  ?# cd third_party

  ?# wget https://codeload.github.com/google/googletest/zip/refs/tags/release-1.10.0

  ?# unzip googletest-release-1.10.0.zip

  2 将gtest添加为子模块

  修改项目根目录的CMakeLists.txt文件,使用上一篇文章介绍的命令add_subdirectory,在开启单元测试时,添加gtest为子模块,并将对应头文件路径添加进来:

  enable_testing()

  add_subdirectory(third_party/googletest-release-1.10.0)

  include_directories(third_party/googletest-release-1.10.0/googletest/include)

  此时执行命令:

  ?# cmake -B cmake-build

  ?# cmake --build cmake-build

  可以看到构建目录下多了一个目录cmake-build/third_party/googletest-release-1.10.0,并且gtest编译生成了4个新的库文件(gtest子模块的编译目标,位于目录cmake-build/lib下):

  1. libgtest.a

  2. libgtest_main.a

  3. libgmock.a

  4. libgmock_main.a

  其中libgtest.a提供单元测试相关的功能,libgtest_main.a提供单元测试的主入口,只有链接该库,测试用例就会编译成可执行文件;两个mock库也是类似的,主要提供数据库交互,网络连接等方面的模拟测试,这不是本文的重点。

  此时就可以在链接其他目标时直接使用gtest的这4个编译目标(target)。

  3 编写测试用例

  接下来直接修改先前的两个测试用例源文件,实现相同的测试功能:

  1. test/c/test_add.c

  2. test/c/test_minus.c

  因为使用的是C++测试框架,所以上述两个源文件修改为.cc后缀。

  在源文件中include头文件gtest/gtest.h,使用gtest测试用例定义宏来定义测试用例:

  TEST(test_case_name, test_name) {}

  一个test_case_name下面可以包含多个不同(test_name)的测试。

  test/c/test_add.cc内容为:

  #include "gtest/gtest.h"

  #include "math/add.h"

  TEST(TestAddInt, test_add_int_1) {

  ? int res = add_int(10, 24);

  ? EXPECT_EQ(res, 34);

  }

  test/c/test_minus.cc内容为:

  #include "gtest/gtest.h"

  #include "math/minus.h"

  TEST(TestMinusInt, test_minus_int_1) {

  ? int res = minus_int(40, 96);

  ? EXPECT_EQ(res, -56);

  }

  显而易见,测试用例的代码量比之前少了很多,而且更加可读,更加专业。

  这里使用了一个判断值相等的断言EXPECT_EQ,gtest中的断言分成两大类:

  1. ASSERT_*系列:如果检测失败就直接退出当前函数

  2. EXPECT_*系列:如果检测失败发出提示,并继续往下执行

  gtest有很多类似的宏用来判断数值的关系、判断条件的真假、判断字符串的关系。 对于条件判断可以使用:

  ASSERT_TRUE(condition); ?// 判断条件是否为真

  ASSERT_FALSE(condition); // 判断条件是否为假

  对于数值比较可以使用:

  ASSERT_EQ(val1, val2); // 判断是否相等

  ASSERT_NE(val1, val2); // 判断是否不相等

  ASSERT_LT(val1, val2); // 判断是否小于

  ASSERT_LE(val1, val2); // 判断是否小于等于

  ASSERT_GT(val1, val2); // 判断是否大于

  ASSERT_GE(val1, val2); // 判断是否大于等于

  对于字符串比较可以使用:

  ASSERT_STREQ(str1,str2); // 判断字符串是否相等

  ASSERT_STRNE(str1,str2); // 判断字符串是否不相等

  ASSERT_STRCASEEQ(str1,str2); // 判断字符串是否相等,忽视大小写

  ASSERT_STRCASENE(str1,str2); // 判断字符串是否不相等,忽视大小写

  4 添加测试用例

  书写好测试用例源文件后,需要修改项目根目录的CMakeLists.txt:

  enable_testing()

  add_subdirectory(third_party/googletest-release-1.10.0)

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