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什么是 GTest？

article 2025/1/7 4:18:53

什么是 GTest？

GTest（Google Test）是一个由 Google 开发并开源的 C++ 单元测试框架。它提供了一组强大的功能和工具来帮助开发人员为他们的 C++ 代码编写和执行单元测试。

单元测试是软件开发中的一种常见实践，它指的是对单独的代码单元（如函数、类方法等）进行独立验证，确保每个部分都按预期工作。GTest 是用于 C++ 中实现这种测试的一种工具。

GTest 的目标是帮助开发者：

自动化测试过程
提供易于理解和管理的测试输出
提供各种测试断言（例如检查函数输出是否符合预期）

作为小白如何理解 GTest 的原理

GTest 通过以下几个主要原理帮助进行单元测试：

测试用例（Test Cases）：
- 每个测试用例都是一个函数，用来验证你代码中某个功能是否按预期工作。
- 测试用例通常是通过特定的断言来验证结果。
断言（Assertions）：
- 断言是测试中最重要的部分，它用来验证你期望的结果与实际结果是否一致。例如，EXPECT_EQ(a, b) 检查 a 和 b 是否相等，如果不相等，测试失败。
- GTest 提供了多种断言，常见的有：
  - EXPECT_EQ(a, b)：检查 a 是否等于 b。
  - EXPECT_TRUE(x)：检查表达式 x 是否为 true。
  - EXPECT_FALSE(x)：检查表达式 x 是否为 false。
  - EXPECT_THROW(statement, exception_type)：检查 statement 是否抛出指定类型的异常。
测试套件（Test Suites）：
- 测试套件包含一组相关的测试用例，它们共同测试代码中某一部分的不同功能。
测试运行器：
- 运行 GTest 测试时，GTest 会自动执行所有的测试用例，并报告测试的结果。运行器会显示哪些测试通过了，哪些测试失败了，失败的原因是什么。
Fixture：
- 在某些情况下，你可能需要在每个测试之前或之后做一些初始化或清理工作，这时就用到了测试夹具（Test Fixture）。它允许你定义在多个测试之间共享的代码，如设置对象、数据库连接等。

如何上手使用 GTest

假设你已经安装了 GTest，接下来是如何创建并运行测试的基本步骤。

1. 安装 GTest

你可以使用 vcpkg、apt 或手动编译等方法安装 GTest，具体方式可以参考 GTest 官方文档。

以手动安装为例：

下载 GTest 源码：https://github.com/google/googletest/releases

解压并进入目录：

cd googletest
mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

2. 编写测试代码

GTest 的核心是通过编写测试用例来验证代码的正确性。这里我们会写一个简单的测试代码来演示如何使用 GTest。

#include <gtest/gtest.h>

// 目标函数：我们将测试这个加法函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 测试用例：验证 add 函数的正确性
TEST(AdditionTest, HandlesPositiveInput) {
    EXPECT_EQ(add(2, 3), 5);  // 断言 2 + 3 == 5
    EXPECT_EQ(add(10, 20), 30);  // 断言 10 + 20 == 30
}

TEST(AdditionTest, HandlesNegativeInput) {
    EXPECT_EQ(add(-1, -1), -2);  // 断言 -1 + -1 == -2
    EXPECT_EQ(add(-10, 5), -5);  // 断言 -10 + 5 == -5
}

// main 函数：运行测试
int main(int argc, char **argv) {
    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);  // 初始化 Google Test
    return RUN_ALL_TESTS();  // 运行所有测试并返回测试结果
}

3. 编译并运行测试

假设你已经编写了测试代码，并保存为 test.cpp 文件。你需要通过编译器将其编译并链接到 GTest 库。

使用 g++ 编译：

g++ test.cpp -lgtest -lgtest_main -pthread -o test_program
./test_program

解释：

-lgtest 和 -lgtest_main：链接 Google Test 库。
-pthread：如果使用多线程测试，必须链接线程库。
-o test_program：编译成可执行文件 test_program。

运行后，你将看到类似下面的输出，表示哪些测试通过，哪些失败：

Running main() from gtest_main.cc
[==========] Running 2 tests from 1 test suite.
[----------] 2 tests from AdditionTest
[ RUN      ] AdditionTest.HandlesPositiveInput
[       OK ] AdditionTest.HandlesPositiveInput (0 ms)
[ RUN      ] AdditionTest.HandlesNegativeInput
[       OK ] AdditionTest.HandlesNegativeInput (0 ms)
[----------] 2 tests from AdditionTest (0 ms total)

[==========] 2 tests from 1 test suite ran. (0 ms total)
[  PASSED  ] 2 tests.