C++单元测试学习总结9
C++单元测试一：并非看上去那么简单——几个很实际的问题
理想与现实
为Java和C#做单元测试，基本上都有比较统一的工具、模式可用，IDE的支持也非常到位；可是到
了C++这里，一切就变的那样的“不走寻常路”，各种单元测试框架盛行，例如CppUnit,
CppUnitLite, CxxUnit,Google Test等等，以及微软在VS2012中也加入了对原生C++代码单元测
试的支持MSTest。面对如此诸多的测试框架，选择哪一个其实无所谓，只要顺手就好，用习惯了
，什么都好；因为，单元测试的代码总归还是要自己来写——无论你用哪一个框架。
以前写过不少代码，可是都没怎么注意单元测试，现在终于认真对待起来，就开始在网络上搜寻资
料，看看各种框架下的单元测试如何写。幸运的是，这方面的资料真不少，很多框架也都会带有示
例或者文档告诉你怎么写；不幸的是，这些文档或者示例都太远离工程实践，他们一般遵循一个这
样的模式：写出一个待测类CMyClass，定义一定的成员变量和方法，然后给出针对CMyClass的
测试类如CMyClassTest；呵呵，看起来示例是够好了，可是很少涉及到这样的实际问题：
工程实践中，一个项目往往有很多类，而且相互之间，总有这或多或少的依赖、包含等关系；
实际的测试项目，该如何组织被测代码和测试代码（注意，这里所说的组织不是指单元测试数据
如何组织，而是指工程中的测试代码和产品代码的组织）
被测代码如何引入测试工程中
一个测试工程如何测试多个被测类
实际的代码
好吧，我们来看一下一个“较为”实际的工程以及我在为该工程编写单元测试过程中所遇到的问题
；该工程的代码来自于boost.asio中的一个示例代码：
http://www.boost.org/doc/libs/1_53_0/doc/html/boost_asio/example/chat/chat_server.cpp，
我把该cpp中的几个类分拆开了，放在一个VisualStudio 2012工程中，代码结构看起来是：
其中几个主要类Message，ChatSession，ChatRoom之间的关系如下图：
在我做单元测试过程中，首先从软柿子Message入手，然后为ChatRoom写UT。所以，先把这两
个类的相关代码贴上来；其实贴不贴代码无关紧要，上面的类图已经可以说明问题，不过为了方便
较真，还是贴出来吧。
Message类代码
/// Message.h
#pragma once /// class represents the message transferred between the client and the server
/// the message consists of two part: header + message body
/// the header part, 4 bytes, stores the length of the message body
/// the max length of the message box is : 512 class Message
{
public: enum { HeaderLength = 4, MaxBodyLength = 511 }; public: Message(void); ~Message(void); public: void EncodeHeader(); bool DecodeHeader(); const char* Data() const; char* Data() ; const char* Body() const; char* Body() ; int SetData(const char* src, const int srclength); int Length() const; int BodyLength()const; void Reset(); private: void CheckBodyLength(); private: /// stores the whole message char Data_[HeaderLength + MaxBodyLength + 1]; /// the body length int BodyLength_;
}; /// Message.cpp
#include "Message.h"
#include <cstdio>
#include <boost/lexical_cast.hpp>
#include <algorithm>
#include "TraceLog.h" Message::Message(void)
{ Reset();
} Message::~Message(void)
{
} void Message::CheckBodyLength()
{ BodyLength_ = BodyLength_ > MaxBodyLength ? MaxBodyLength : BodyLength_;
} void Message::EncodeHeader()
{ /// Check the body length CheckBodyLength(); /// wirte the body length to the message header /// we make sure that the buffer is enough after we call CheckBodyLength() ::_snprintf_s( Data_, HeaderLength, HeaderLength, "%d", BodyLength_ );
} bool Message::DecodeHeader()
{ int bodyLength = 0; bool ret = false; /// get the message body length from the message try { char buf[HeaderLength + 1] = ""; std::strncat( buf, Data_, HeaderLength ); bodyLength = boost::lexical_cast<int> (buf); if( bodyLength > MaxBodyLength ) { bodyLength = MaxBodyLength; } else { ret = true; } } catch(boost::bad_lexical_cast& e) { /// cast error happens bodyLength = 0; TraceLog::WriteLine("Message::DecodeHeader(),error:%s, orinal message:%s",
e.what(), Data_ ); } /// set the value and return BodyLength_ = bodyLength; return ret;
} char* Message::Data()
{ return Data_ ;
} const char* Message::Data() const
{ return Data_ ;
} char* Message::Body()
{ return Data_ + HeaderLength;
} const char* Message::Body() const
{ return Data_ + HeaderLength;
} int Message::SetData(const char* src, const int srclength)
{ /// check the length of source int length = srclength; if( length > MaxBodyLength ) { length = MaxBodyLength; } /// copy the data into the local buffer /// std::snprintf is unavailable in this c++ compiler int ret = ::_snprintf_s(Data_+HeaderLength, MaxBodyLength + 1, length, "%s", src ); /// set the length of the message body BodyLength_ = length; /// return the length of copied return ret;
} int Message::Length() const
{ return BodyLength_ + HeaderLength;
} int Message::BodyLength() const
{ return BodyLength_;
} void Message::Reset()
{ BodyLength_ = 0; /// just for using the lamda std::for_each(Data_, Data_ + HeaderLength + MaxBodyLength + 1, [](char& p) { p =
'\0'; } );
}ChatRoom类代码
/// ChatRoom.h
#pragma once
#include "ChatSession.h"
#include "Message.h"
#include <set>
#include <queue>
/// class that manages the clients
/// deliver the messages from one client to the others
class ChatRoom
{
public:
ChatRoom(void);
~ChatRoom(void);
public:
/// a client joins in the room
void Join(ChatParticipantPtr participant);
/// a client leaves the room
void leave(ChatParticipantPtr participant);
/// deliver the message from one client to all of the users in the room
void Deliver(const Message& msg);
private:
/// all of the participants are stored here
std::set<ChatParticipantPtr> Participants_;
/// recent messages
/// questions, how to synchronize this object in threads
typedef std::deque<Message> MessageQueue;
MessageQueue RecentMessages_;
enum { MaxRecentMsgs = 100 };
};
/// ChatRoom.cpp
#include "ChatRoom.h"
#include <boost/bind.hpp>
#include <algorithm>
#include "TraceLog.h"
ChatRoom::ChatRoom(void)
{
}
ChatRoom::~ChatRoom(void)
{
}
/// a client joins in the room
void ChatRoom::Join(ChatParticipantPtr participant)
{
TraceLog::WriteLine("ChatRoom::Join(), a new user joins in");
/// add into the queue
Participants_.insert( participant );
/// sending the recent message to the client
std::for_each(RecentMessages_.begin(), RecentMessages_.end(),
boost::bind( &ChatParticipant::Deliver, participant, _1 ) );
}
/// a client leaves the room
void ChatRoom::leave(ChatParticipantPtr participant)
{
TraceLog::WriteLine("ChatRoom::leave(), a user leaves");
/// remove it from the queue
Participants_.erase( participant );
}
/// deliver the message from one client to all of the users in the room
void ChatRoom::Deliver(const Message& msg)
{
TraceLog::WriteLine("ChatRoom::Deliver(), %s", msg.Body() );
/// add the msg to queue
RecentMessages_.push_back( msg );
/// check the length
while( RecentMessages_.size() > MaxRecentMsgs )
{
RecentMessages_.pop_front();
}
/// deliver the msg to clients
std::for_each(Participants_.begin(), Participants_.end(),
boost::bind( &ChatParticipant::Deliver, _1, boost::ref(msg) ) );
}
开始单元测试
由于到手了VisualStudio 2012,这货已经原始支持了C++Native代码的单元测试，就用这货开始做
UT吧。
如何引入被测代码
好了，我们开始单元测试。首先创建一个C++单元测试的工程，这个很easy。接着我们就要让测
试工程能够“看到”被测的代码，这如何搞呢？有这样几种方法：
如果被测代码是静态库或者动态库，包含对应的.h文件，让测试工程链接DLL及LIB，这样测试工
程。
或者，让测试工程链接对应的obj文件，直接编译进测试工程
或者，直接把被测是的代码，如上述的Message.h和Message.cpp包含进测试工程（注意这里不
要拷贝一份Message.h和Message.cpp，用“Add->ExsitingItem”将他们包含进去，这样只保
留一份代码）
或者在单元测试代码文件，如TestMessage.cpp中直接用#include把Message.h和Message.cpp
包含进来，如：
#include "../ChatroomServer/ChatRoom.h"
#include "../ChatroomServer/ChatRoom.cpp"
上面这几种方法，其实原理都是一样的，反正就是让测试工程能够看到到被测的代码，我们使用把
被测代码引入测试工程的方法，这样测试工程的代码结构看起来是这样：
Ok，现在在测试工程里面，可以看到Message类的声明和定义了，然后你的单元测试代码，该怎
么写，就怎么写了。
一个测试工程只能测一个类吗？
使用VS2012中的单元测试框架，写完了对Message的的单元测试，在TestExplorer中RunAll，一
切正常；好了，至此，一切还算顺利，那我们继续吧，来对ChatRoom类编写单元测试；
继续按照前面的方法，我们很容易让测试工程看到ChatRoom的被测代码；然而从ChatRoom的
实现来看，这个类和Message类有着关联关系，而且在ChatRoom的方法中，也的确使用了
Message类的方法，从单元测试的角度来看，我们应该将他们俩之间的关系隔断，从而保证我们
只对ChatRoom进行测试，那这样，我们就需要Mock一份Message的实现。
可是问题来了，由于之前我们在测试Message类的时候，已经引入了Message.cpp文件，使得测
试工程中，已经有了一份Message的实现，那么我们如何再能为Message提供一份“伪”实现呢
？？（使用其他几种引入方式，结果都是一样的）
是的，惯用的DependencyInjection在这里不起作用。查了不少资料，也没找到一个像样的说明
如何解决这个问题；现在唯一可以采用的，就是在一个测试工程里面，只测试一个被测类，虽然可
以工作，但是，未免又过于繁琐和“愚蠢”，那聪明的方法，又是什么呢？不瞒你说，这正是目前
困扰我的问题之一。
追加一个后记：
其实，在关于如何为Message提供一份“伪”实现的问题上，原来想法是在测试工程中包含
Message的头文件，然后在测试工程里面，直接写Message::Message()等方法，事实上是在测试
工程里面定义一个Message的实现；这样由于我们已经引入了Message的真正实现，从而必然导
致链接器报符号重复定义的错误，因此，这种思路并不可行，故而强迫我去创建另外一个工程；后
来想一想，其实也不必真的去创建一个新工程，他们是可以在一个工程里面完成的，方法是新建一
个MockMessage类，让他从Message继承下来，然后重新定义自己想Mock的方法就可以了。但
是，这种方法创建出来的Mock，还是真的Mock吗，他首先已经是一个“真”的Message了啊？
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C/C++单元测试理论精要（一）
http://blog.csdn.net/easytdd/article/details/5484405
内容介绍
本系列文章根据《单元测试与VU2.6应用》视频讲座的理论部分整理而成，主要讨论四个问题
：为什么需要单元测试？怎样征服可测性难题？怎样才能高效率测试？怎样保证测试效果？重点阐
述单元测试的关键问题，不是一般概念，适合于对单元测试有一定了解的读者。
在选择工具和实施单元测试前，我们应该对相关理论有一个系统的了解，特别是将会遇到哪些
难题，如何解决，要心里有数，否则的话，很可能劳民伤财，半途而废。如果只会测试加法函数或
者三角形函数之类的独立小程序，就以为可以做单元测试了，那就像一个人刚学会走路，就去长途
跋涉。
本文介绍的是针对企业项目的单元测试。企业项目具有两个特点：项目复杂，时间紧张。项目
复杂，意味着测试时会遇到很多难题；时间紧张，要求我们不但要保证测试效果，还要尽可能高效
率。本文不是泛泛而谈，而是针对企业项目的两个特点，努力揭示本质性的问题，并提出解决办法
，对于常识性的问题，将比较简略的带过。使用的工具是Visual Unit 2.6，本文主要不是介绍工具
，而是介绍问题所在和解决办法，涉及到工具，只是为了具体的展示解决办法，也为了说明，这些
办法都是可行的，并非空谈。
第1章 为什么需要单元测试？
1.1 从代码特性看单元测试的必要性
代码有一个很基本的特性，是什么呢？对数据分类处理。一个判定，就是一次分类。如果判定
中又嵌套了判定的话，分类次数就会翻倍。循环判定也是一种分类。
如果一个分类遗漏的话，也就是说，某种输入没有处理，会怎么样呢？一个Bug诞生了！如果
一个分类的处理不正确，又会怎么样呢？又一个Bug诞生了！
一个函数要做到没有错误，要保证两点：分类完整，也就是各类可能输入都要考虑到；
处理正确，也就是每一类输入都要进行正确的处理。做到了这两点，就可以说，函数的功能逻辑是
正确的。函数的功能逻辑就是对数据的分类以及处理。
那么，怎样才能全面地检测程序的功能逻辑呢？调试，是临时的，不做记录，另一方面，调试
的工作方式是拦截数据，并不是所有输入分类都能拦截得到的，如果一个函数有十类输入，调试能
覆盖五六个就不错了。系统测试，不针对具体的函数，无法做到对具体函数的输入分类覆盖。要全
面地检测程序的功能逻辑，必须把输入分类全部列出来。并检测程序是否处理了这些输入，处理是
否正确。这就是单元测试。
说明
本系列文章根据《单元测试与VU2.6应用》视频讲座的理论部分整理而成，PPT及视频下载：
PPT下载：http://download.csdn.net/source/2246006
视频part1: http://download.csdn.net/source/2246273
视频part2: http://download.csdn.net/source/2246345
视频part3: http://download.csdn.net/source/2246364
本系列文章及视频讲座介绍的是单元测试理论的精要部分，详细内容请阅读《C/C++单元测试实
用教程》
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玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之八 - 打造自己的单元测试框架
http://www.cnblogs.com/coderzh/archive/2009/04/12/1434155.html
一、前言
上一篇我们分析了gtest的一些内部实现，总的来说整体的流程并不复杂。本篇我们就尝试编写一
个精简版本的C++单元测试框架：nancytest ，通过编写这个简单的测试框架，将有助于我们理
解gtest。
二、整体设计
使用最精简的设计，我们就用两个类，够简单吧：
1. TestCase类
包含单个测试案例的信息。
2. UnitTest类
负责所有测试案例的执行，管理。
三、TestCase类
TestCase类包含一个测试案例的基本信息，包括：测试案例名称，测试案例执行结果，同时还提
供了测试案例执行的方法。我们编写的测试案例都继承自TestCase类。
复制代码
class TestCase
{
public:
TestCase(const char* case_name) : testcase_name(case_name){}
// 执行测试案例的方法
virtual void Run() = 0;
int nTestResult; // 测试案例的执行结果
const char* testcase_name; // 测试案例名称
};
复制代码
四、UnitTest类
我们的UnitTest类和gtest的一样，是一个单件。我们的UnitTest类的逻辑非常简单：
1. 整个进程空间保存一个UnitTest 的单例。
2. 通过RegisterTestCase()将测试案例添加到测试案例集合testcases_中。
3. 执行测试案例时，调用UnitTest::Run()，遍历测试案例集合testcases_，调用案例的Run()方法
复制代码
class UnitTest
{
public:
// 获取单例
static UnitTest* GetInstance();
// 注册测试案例
TestCase* RegisterTestCase(TestCase* testcase);
// 执行单元测试
int Run();
TestCase* CurrentTestCase; // 记录当前执行的测试案例
int nTestResult; // 总的执行结果
int nPassed; // 通过案例数
int nFailed; // 失败案例数
protected:
std::vector<TestCase*> testcases_; // 案例集合
};
复制代码
下面是UnitTest类的实现：
复制代码
UnitTest* UnitTest::GetInstance()
{
static UnitTest instance;
return &instance;
}
TestCase* UnitTest::RegisterTestCase(TestCase* testcase)
{
testcases_.push_back(testcase);
return testcase;
}
int UnitTest::Run()
{
nTestResult = 1;
for (std::vector<TestCase*>::iterator it = testcases_.begin();
it != testcases_.end(); ++it)
{
TestCase* testcase = *it;
CurrentTestCase = testcase;
std::cout << green << "======================================"
<< std::endl;
std::cout << green << "Run TestCase:" << testcase->testcase_name << std::endl;
testcase->Run();
std::cout << green << "End TestCase:" << testcase->testcase_name << std::endl;
if (testcase->nTestResult)
{
nPassed++;
}
else
{
nFailed++;
nTestResult = 0;
}
}
std::cout << green << "======================================"
<< std::endl;
std::cout << green << "Total TestCase : " << nPassed + nFailed << std::endl;
std::cout << green << "Passed : " << nPassed << std::endl;
std::cout << red << "Failed : " << nFailed << std::endl;
return nTestResult;
}
复制代码
五、NTEST宏
接下来定一个宏NTEST，方便我们写我们的测试案例的类。
复制代码
#define TESTCASE_NAME(testcase_name) \
testcase_name##_TEST
#define NANCY_TEST_(testcase_name) \
class TESTCASE_NAME(testcase_name) : public TestCase \
{ \
public: \
TESTCASE_NAME(testcase_name)(const char* case_name) : TestCase(case_name){}; \
virtual void Run(); \
private: \
static TestCase* const testcase_; \
}; \
\
TestCase* const TESTCASE_NAME(testcase_name) \
::testcase_ = UnitTest::GetInstance()->RegisterTestCase( \
new TESTCASE_NAME(testcase_name)(#testcase_name)); \
void TESTCASE_NAME(testcase_name)::Run()
#define NTEST(testcase_name) \
NANCY_TEST_(testcase_name)
复制代码
六、RUN_ALL_TEST宏
然后是执行所有测试案例的一个宏：
#define RUN_ALL_TESTS() \
UnitTest::GetInstance()->Run();
七、断言的宏EXPECT_EQ
这里，我只写一个简单的EXPECT_EQ ：
复制代码
#define EXPECT_EQ(m, n) \
if (m != n) \
{ \
UnitTest::GetInstance()->CurrentTestCase->nTestResult = 0; \
std::cout << red << "Failed" << std::endl; \
std::cout << red << "Expect:" << m << std::endl; \
std::cout << red << "Actual:" << n << std::endl; \
}
复制代码
八、案例Demo
够简单吧，再来看看案例怎么写：
复制代码
#include "nancytest.h"
int Foo(int a, int b)
{
return a + b;
}
NTEST(FooTest_PassDemo)
{
EXPECT_EQ(3, Foo(1, 2));
EXPECT_EQ(2, Foo(1, 1));
}
NTEST(FooTest_FailDemo)
{
EXPECT_EQ(4, Foo(1, 2));
EXPECT_EQ(2, Foo(1, 2));
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
return RUN_ALL_TESTS();
}
复制代码
整个一山寨版gtest，呵。执行一下，看看结果怎么样：
九、总结
本篇介绍性的文字比较少，主要是我们在上一篇深入解析gtest时已经将整个流程弄清楚了，而现
在编写的nancytest又是其非常的精简版本，所有直接看代码就可以完全理解。希望通过这个
Demo，能够让大家对gtest有更加直观的了解。回到开篇时所说的，我们没有必要每个人都造一
个轮子，因为gtest已经非常出色的为我们做好了这一切。如果我们每个人都写一个自己的框架的
话，一方面我们要付出大量的维护成本，一方面，这个框架也许只能对你有用，无法让大家从中受
益。
gtest正是这么一个优秀C++单元测试框架，它完全开源，允许我们一起为其贡献力量，并能让更
多人从中受益。如果你在使用gtest过程中发现gtest不能满足你的需求时（或发现BUG），gtest
的开发人员非常急切的想知道他们哪来没做好，或者是gtest其实有这个功能，但是很多用户都不
知道。所以你可以直接联系gtest的开发人员，或者你直接在这里回帖，我会将您的意见转告给
gtest的主要开发人员。
如果你是gtest的超级粉丝，原意为gtest贡献代码的话，加入他们吧。
本Demo代码下载：/Files/coderzh/Code/nancytest.rar
本篇是该系列最后一篇，其实gtest还有更多东西值得我们去探索，本系列也不可能将gtest介绍完
全，还是那句话，想了解更多gtest相关的内容的话：
访问官方主页：http://code.google.com/p/googletest/
下载gtest源码： http://code.google.com/p/googletest/downloads/list
系列链接：
1.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之一 - 初识gtest
2.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之二 - 断言
3.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之三 - 事件机制
4.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之四 - 参数化
5.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之五 - 死亡测试
6.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之六 - 运行参数
7.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之七 - 深入解析gtest
8.玩转Google开源C++单元测试框架Google Test系列(gtest)之八 - 打造自己的单元测试框架
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使用 Visual Studio 2015 对 C++ 代码运行单元测试
http://blog.csdn.net/lxf200000/article/details/51100094
代码写多了，往往规模会越来越大，这时候就有必要保证代码的稳定性了；不过我从网上看到的单
元测试貌似大多都是用的 JUnit, 难道 C++ 就没有了吗？我从网上找了一些方法试了下其实挺简
单的。下面我以一个示例作说明。（如果你有准备好的待测代码可直接看创建单元测试项目那里。
）
创建一个 Win32 空项目“stg”并添加下面的代码用作测试。这里我创建了一个结构体用来表示
一个物体，有X，Y，半径这些变量，还有一个用来表示另一个物体是否在它的半径内的函数，是
则返回1，否则为0。
【stg.h】
[cpp] view plain copy
#pragma once
struct SpriteType
{
SpriteType();
void SetValue(float, float, float, float);
int IsShotBy(SpriteType*);
private:
float posX, posY, shotRadius, sensedRadius;
float _temp0;
};
【stg.cpp】
[cpp] view plain copy
#include<cmath>
#include"stg.h"
SpriteType::SpriteType() :posX(0.0f), posY(0.0f), shotRadius(0.0f), sensedRadius(0.0f)
{
}
void SpriteType::SetValue(float x, float y, float rshot, float rsensor)
{
posX = x, posY = y, shotRadius = rshot, sensedRadius = rsensor;
}
int SpriteType::IsShotBy(SpriteType *pOtherSprite)
{
_temp0 = sqrtf((pOtherSprite->posX - posX)*(pOtherSprite->posX - posX) +
(pOtherSprite->posY - posY)*(pOtherSprite->posY - posY));
return (int)(_temp0 < shotRadius);
}
（为了简单我把 main 函数省略了。）
然后是创建单元测试项目。在这个解决方案中创建一个名为 stgTest 的单元测试工程（命名规则是
“项目名”+Test），
创建好后在引用中添加待测项目的引用（右键引用选择“添加引用项目”），
点确定，它应该会出现在单元测试工程的引用中。
然后在“stg”项目上右键选择属性，将其配置类型改为静态库（你可以在测试完后改回为应用程
序）
接下来找到单元测试的代码，其文件名默认为“unittest1.cpp”，最好也改为“stgTest.cpp”以
便区分；在这个代码中有一个默认的方法“TestMethod1”，它是由宏“TEST_METHOD”定义
的一个函数，这个函数就是用来作测试的，运行测试时它里面的代码会执行，测试结果由 Assert
中的一系列函数决定。另外两个
宏“TEST_METHOD_INITIALIZE”，“TEST_METHOD_CLEANUP”分别用于定义测试开始前与
结束后执行的函数，通常将函数名定义为“SetUp”和“TearDown”（或许是因为 JUnit 中就是
这样的？）。这里我将默认的“TestMethod1”改为“TestShot”（命名规则为 Test+“函数名
”），然后包含头文件 #include“..\stg\stg.h”，加入测试代码后形成下面这个样子：
【stgTest.cpp 中的部分代码】
[cpp] view plain copy
namespace AmIShotTest
{
TEST_CLASS(UnitTest1)
{
private:
SpriteType *s1, *s2;
public:
TEST_METHOD_INITIALIZE(SetUp)
{
s1 = new SpriteType();
s2 = new SpriteType();
Logger::WriteMessage("Test initialized.\n"); //用于输出信息
}
TEST_METHOD_CLEANUP(TearDown)
{
delete s1;
delete s2;
Logger::WriteMessage("Test completed.\n");
}
TEST_METHOD(TestShot)
{
s1->SetValue(2.0f, 3.0f, 1.2f, 1.5f);
s2->SetValue(2.2f, 3.1f, 0.0f, 0.0f);
Assert::AreEqual<int>(1, s1->IsShotBy(s2));
Logger::WriteMessage("Shot tested.\n");
}
};
}
上面 AreEqual 那句中，模板填入待测值的类型，第一个参数为预测值，第二个为实际运行的结果
，若相等则测试成功，否则为失败。写好代码后选择生成 stgTest 项目，然后在测试，窗口中打开
测试资源管理器，如果生成没有问题就可以在这里看到测试项了，选择运行即可。
既然学会了如何使用单元测试，那么以后写代码就不要忘了用哦！这样你的代码中的BUG就会越
来越少了！
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轻松编写 C++ 单元测试
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-cppunittest/
介绍全新单元测试框架组合： googletest 与 googlemock
googletest 与 googlemock 是 Google 公司于 2008 年发布的两套用于单元测试的应用框架，本
文将向读者介绍如何应用这两套应用框架轻松编写 C++ 单元测试代码。以下讨论基于 gtest-
1.2.1 及 gmock-1.0.0 。
单元测试概述
测试并不只是测试工程师的责任，对于开发工程师，为了保证发布给测试环节的代码具有足够好的
质量（ Quality ），为所编写的功能代码编写适量的单元测试是十分必要的。
单元测试（ Unit Test ，模块测试）是开发者编写的一小段代码，用于检验被测代码的一个很小的
、很明确的功能是否正确，通过编写单元测试可以在编码阶段发现程序编码错误，甚至是程序设计
错误。
单元测试不但可以增加开发者对于所完成代码的自信，同时，好的单元测试用例往往可以在回归测
试的过程中，很好地保证之前所发生的修改没有破坏已有的程序逻辑。因此，单元测试不但不会成
为开发者的负担，反而可以在保证开发质量的情况下，加速迭代开发的过程。
对于单元测试框架，目前最为大家所熟知的是 JUnit 及其针对各语言的衍生产品， C++ 语言所对
应的 JUnit 系单元测试框架就是 CppUnit 。但是由于 CppUnit 的设计严格继承自 JUnit ，而没
有充分考虑 C++ 与 Java 固有的差异（主要是由于 C++ 没有反射机制，而这是 JUnit 设计的基
础），在 C++ 中使用 CppUnit 进行单元测试显得十分繁琐，这一定程度上制约了 CppUnit 的普
及。笔者在这里要跟大家介绍的是一套由 google 发布的开源单元测试框架（ Testing
Framework ）： googletest 。
应用 googletest 编写单元测试代码
googletest 是由 Google 公司发布，且遵循 New BSD License （可用作商业用途）的开源项目
，并且 googletest 可以支持绝大多数大家所熟知的平台。与 CppUnit 不同的是： googletest 可
以自动记录下所有定义好的测试，不需要用户通过列举来指明哪些测试需要运行。
定义单元测试
在应用 googletest 编写单元测试时，使用 TEST() 宏来声明测试函数。如：
清单 1. 用 TEST() 宏声明测试函数
TEST(GlobalConfigurationTest, configurationDataTest)
TEST(GlobalConfigurationTest, noConfigureFileTest)
分别针对同一程序单元 GlobalConfiguration 声明了两个不同的测试（Test）函数，以分别对配
置数据进行检查（ configurationDataTest ），以及测试没有配置文件的特殊情况（
noConfigureFileTest ）。
实现单元测试
针对同一程序单元设计出不同的测试场景后（即划分出不同的 Test 后），开发者就可以编写单元
测试分别实现这些测试场景了。
在 googletest 中实现单元测试，可通过 ASSERT_* 和 EXPECT_* 断言来对程序运行结果进行检查
。 ASSERT_* 版本的断言失败时会产生致命失败，并结束当前函数； EXPECT_* 版本的断言失败
时产生非致命失败，但不会中止当前函数。因此， ASSERT_* 常常被用于后续测试逻辑强制依赖
的处理结果的断言，如创建对象后检查指针是否为空，若为空，则后续对象方法调用会失败；而
EXPECT_* 则用于即使失败也不会影响后续测试逻辑的处理结果的断言，如某个方法返回结果的多
个属性的检查。
googletest 中定义了如下的断言：
表 1： googletest 定义的断言（ Assert ）
基本断言 二进制比较 字符串比较
ASSERT_TRUE(condition);
EXPECT_TRUE(condition);
condition为真
ASSERT_FALSE(condition);
EXPECT_FALSE(condition);
condition为假 ASSERT_EQ(expected,actual);
EXPECT_EQ(expected,actual);
expected==actual
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 ASSERT_STREQ(expected_str,actual_str);
EXPECT_STREQ(expected_str,actual_str);
两个 C 字符串有相同的内容
ASSERT_STRNE(str1,str2);
EXPECT_STRNE(str1,str2);
两个 C 字符串有不同的内容
ASSERT_STRCASEEQ(expected_str,actual_str);
EXPECT_STRCASEEQ(expected_str,actual_str);
两个 C 字符串有相同的内容，忽略大小写
ASSERT_STRCASENE(str1,str2);
EXPECT_STRCASENE(str1,str2);
两个 C 字符串有不同的内容，忽略大小写
下面的实例演示了上面部分断言的使用：
清单 2. 一个较完整的 googletest 单元测试实例
// Configure.h
#pragma once
#include <string>
#include <vector>
class Configure
{
private:
std::vector<std::string> vItems;
public:
int addItem(std::string str);
std::string getItem(int index);
int getSize();
};
// Configure.cpp
#include "Configure.h"
#include <algorithm>
/**
* @brief Add an item to configuration store. Duplicate item will be ignored
* @param str item to be stored
* @return the index of added configuration item
*/
int Configure::addItem(std::string str)
{
std::vector<std::string>::const_iterator vi=std::find(vItems.begin(), vItems.end(), str);
if (vi != vItems.end())
return vi - vItems.begin();
vItems.push_back(str);
return vItems.size() - 1;
}
/**
* @brief Return the configure item at specified index.
* If the index is out of range, "" will be returned
* @param index the index of item
* @return the item at specified index
*/
std::string Configure::getItem(int index)
{
if (index >= vItems.size())
return "";
else
return vItems.at(index);
}
/// Retrieve the information about how many configuration items we have had
int Configure::getSize()
{
return vItems.size();
}
// ConfigureTest.cpp
#include <gtest/gtest.h>
#include "Configure.h"
TEST(ConfigureTest, addItem)
{
// do some initialization
Configure* pc = new Configure();
// validate the pointer is not null
ASSERT_TRUE(pc != NULL);
// call the method we want to test
pc->addItem("A");
pc->addItem("B");
pc->addItem("A");
// validate the result after operation
EXPECT_EQ(pc->getSize(), 2);
EXPECT_STREQ(pc->getItem(0).c_str(), "A");
EXPECT_STREQ(pc->getItem(1).c_str(), "B");
EXPECT_STREQ(pc->getItem(10).c_str(), "");
delete pc;
}
运行单元测试
在实现完单元测试的测试逻辑后，可以通过 RUN_ALL_TESTS() 来运行它们，如果所有测试成功，
该函数返回 0，否则会返回 1 。 RUN_ALL_TESTS() 会运行你链接到的所有测试――它们可以来自不
同的测试案例，甚至是来自不同的文件。
因此，运行 googletest 编写的单元测试的一种比较简单可行的方法是：
为每一个被测试的 class 分别创建一个测试文件，并在该文件中编写针对这一 class 的单元测试；
编写一个 Main.cpp 文件，并在其中包含以下代码，以运行所有单元测试：
清单 3. 初始化 googletest 并运行所有测试
#include <gtest/gtest.h>
int main(int argc, char** argv) {
testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
// Runs all tests using Google Test.
return RUN_ALL_TESTS();
}
最后，将所有测试代码及 Main.cpp 编译并链接到目标程序中。
此外，在运行可执行目标程序时，可以使用 --gtest_filter 来指定要执行的测试用例，如：
./foo_test 没有指定filter，运行所有测试；
./foo_test --gtest_filter=* 指定filter为*，运行所有测试；
./foo_test --gtest_filter=FooTest.* 运行测试用例FooTest的所有测试；
./foo_test --gtest_filter=*Null*:*Constructor* 运行所有全名（即测试用例名 + “ . ” + 测试名
，如 GlobalConfigurationTest.noConfigureFileTest）含有"Null"或"Constructor"的测试；
./foo_test --gtest_filter=FooTest.*-FooTest.Bar 运行测试用例FooTest的所有测试，但不包括
FooTest.Bar。
这一特性在包含大量测试用例的项目中会十分有用。
回页首
应用 googlemock 编写 Mock Objects
很多 C++ 程序员对于 Mock Objects （模拟对象）可能比较陌生，模拟对象主要用于模拟整个应
用程序的一部分。在单元测试用例编写过程中，常常需要编写模拟对象来隔离被测试单元的“下游
”或“上游”程序逻辑或环境，从而达到对需要测试的部分进行隔离测试的目的。
例如，要对一个使用数据库的对象进行单元测试，安装、配置、启动数据库、运行测试，然后再卸
装数据库的方式，不但很麻烦，过于耗时，而且容易由于环境因素造成测试失败，达不到单元测试
的目的。模仿对象提供了解决这一问题的方法：模仿对象符合实际对象的接口，但只包含用来“欺
骗”测试对象并跟踪其行为的必要代码。因此，其实现往往比实际实现类简单很多。
为了配合单元测试中对 Mocking Framework 的需要， Google 开发并于 2008 年底开放了：
googlemock 。与 googletest 一样， googlemock 也是遵循 New BSD License （可用作商业
用途）的开源项目，并且 googlemock 也可以支持绝大多数大家所熟知的平台。
注 1：在 Windows 平台上编译 googlemock
对于 Linux 平台开发者而言，编译 googlemock 可能不会遇到什么麻烦；但是对于 Windows 平
台的开发者，由于 Visual Studio 还没有提供 tuple （ C++0x TR1 中新增的数据类型）的实现，
编译 googlemock 需要为其指定一个 tuple 类型的实现。著名的开源 C++ 程序库 boost 已经提
供了 tr1 的实现，因此，在 Windows 平台下可以使用 boost 来编译 googlemock 。为此，需要
修改 %GMOCK_DIR%/msvc/gmock_config.vsprops ，设定其中 BoostDir 到 boost 所在的目
录，如：
<UserMacro
Name="BoostDir"
Value="$(BOOST_DIR)"
/>
其中 BOOST_DIR 是一个环境变量，其值为 boost 库解压后所在目录。
对于不希望在自己的开发环境上解包 boost 库的开发者，在 googlemock 的网站上还提供了一个
从 boost 库中单独提取出来的 tr1 的实现，可将其下载后将解压目录下的 boost 目录拷贝到
%GMOCK_DIR% 下（这种情况下，请勿修改上面的配置项；建议对 boost 不甚了解的开发者采
用后面这种方式）。
在应用 googlemock 来编写 Mock 类辅助单元测试时，需要：
编写一个 Mock Class （如 class MockTurtle ），派生自待 Mock 的抽象类（如 class Turtle ）
；
对于原抽象类中各待 Mock 的 virtual 方法，计算出其参数个数 n ；
在 Mock Class 类中，使用 MOCK_METHODn() （对于 const 方法则需用
MOCK_CONST_METHODn() ）宏来声明相应的 Mock 方法，其中第一个参数为待 Mock 方法
的方法名，第二个参数为待 Mock 方法的类型。如下：
清单 4. 使用 MOCK_METHODn 声明 Mock 方法
#include <gmock/gmock.h> // Brings in Google Mock.
class MockTurtle : public Turtle {
MOCK_METHOD0(PenUp, void());
MOCK_METHOD0(PenDown, void());
MOCK_METHOD1(Forward, void(int distance));
MOCK_METHOD1(Turn, void(int degrees));
MOCK_METHOD2(GoTo, void(int x, int y));
MOCK_CONST_METHOD0(GetX, int());
MOCK_CONST_METHOD0(GetY, int());
};
在完成上述工作后，就可以开始编写相应的单元测试用例了。在编写单元测试时，可通过
ON_CALL 宏来指定 Mock 方法被调用时的行为，或 EXPECT_CALL 宏来指定 Mock 方法被调用
的次数、被调用时需执行的操作等，并对执行结果进行检查。如下：
清单 5. 使用 ON_CALL 及 EXPECT_CALL 宏
using testing::Return; // #1，必要的声明
TEST(BarTest, DoesThis) {
MockFoo foo; // #2，创建 Mock 对象
ON_CALL(foo, GetSize()) // #3，设定 Mock 对象默认的行为（可选）
.WillByDefault(Return(1));
// ... other default actions ...
EXPECT_CALL(foo, Describe(5)) // #4，设定期望对象被访问的方式及其响应
.Times(3)
.WillRepeatedly(Return("Category 5"));
// ... other expectations ...
EXPECT_EQ("good", MyProductionFunction(&foo));
// #5，操作 Mock 对象并使用 googletest 提供的断言验证处理结果
}
// #6，当 Mock 对象被析构时， googlemock 会对结果进行验证以判断其行为是否与所有设定
的预期一致
其中， WillByDefault 用于指定 Mock 方法被调用时的默认行为； Return 用于指定方法被调用
时的返回值； Times 用于指定方法被调用的次数； WillRepeatedly 用于指定方法被调用时重复的
行为。
对于未通过 EXPECT_CALL 声明而被调用的方法，或不满足 EXPECT_CALL 设定条件的 Mock 方
法调用， googlemock 会输出警告信息。对于前一种情况下的警告信息，如果开发者并不关心这
些信息，可以使用 Adapter 类模板 NiceMock 避免收到这一类警告信息。如下：
清单 6. 使用 NiceMock 模板
testing::NiceMock<MockFoo> nice_foo;
在笔者开发的应用中，被测试单元会通过初始化时传入的上层应用的接口指针，产生大量的处理成
功或者失败的消息给上层应用，而开发者在编写单元测试时并不关心这些消息的内容，通过使用
NiceMock 可以避免为不关心的方法编写 Mock 代码（注意：这些方法仍需在 Mock 类中声明，
否则 Mock 类会被当作 abstract class 而无法实例化）。
与 googletest 一样，在编写完单元测试后，也需要编写一个如下的入口函数来执行所有的测试：
清单 7. 初始化 googlemock 并运行所有测试
#include <gtest/gtest.h>
#include <gmock/gmock.h>
int main(int argc, char** argv) {
testing::InitGoogleMock(&argc, argv);
// Runs all tests using Google Test.
return RUN_ALL_TESTS();
}
下面的代码演示了如何使用 googlemock 来创建 Mock Objects 并设定其行为，从而达到对核心
类 AccountService 的 transfer （转账）方法进行单元测试的目的。由于 AccountManager 类
的具体实现涉及数据库等复杂的外部环境，不便直接使用，因此，在编写单元测试时，我们用
MockAccountManager 替换了具体的 AccountManager 实现。
清单 8. 待测试的程序逻辑
// Account.h
// basic application data class
#pragma once
#include <string>
class Account
{
private:
std::string accountId;
long balance;
public:
Account();
Account(const std::string& accountId, long initialBalance);
void debit(long amount);
void credit(long amount);
long getBalance() const;
std::string getAccountId() const;
};
// Account.cpp
#include "Account.h"
Account::Account()
{
}
Account::Account(const std::string& accountId, long initialBalance)
{
this->accountId = accountId;
this->balance = initialBalance;
}
void Account::debit(long amount)
{
this->balance -= amount;
}
void Account::credit(long amount)
{
this->balance += amount;
}
long Account::getBalance() const
{
return this->balance;
}
std::string Account::getAccountId() const
{
return accountId;
}
// AccountManager.h
// the interface of external services which should be mocked
#pragma once
#include <string>
#include "Account.h"
class AccountManager
{
public:
virtual Account findAccountForUser(const std::string& userId) = 0;
virtual void updateAccount(const Account& account) = 0;
};
// AccountService.h
// the class to be tested
#pragma once
#include <string>
#include "Account.h"
#include "AccountManager.h"
class AccountService
{
private:
AccountManager* pAccountManager;
public:
AccountService();
void setAccountManager(AccountManager* pManager);
void transfer(const std::string& senderId,
const std::string& beneficiaryId, long amount);
};
// AccountService.cpp
#include "AccountService.h"
AccountService::AccountService()
{
this->pAccountManager = NULL;
}
void AccountService::setAccountManager(AccountManager* pManager)
{
this->pAccountManager = pManager;
}
void AccountService::transfer(const std::string& senderId,
const std::string& beneficiaryId, long amount)
{
Account sender = this->pAccountManager->findAccountForUser(senderId);
Account beneficiary = this->pAccountManager->findAccountForUser(beneficiaryId);
sender.debit(amount);
beneficiary.credit(amount);
this->pAccountManager->updateAccount(sender);
this->pAccountManager->updateAccount(beneficiary);
}
清单 9. 相应的单元测试
// AccountServiceTest.cpp
// code to test AccountService
#include <map>
#include <string>
#include <gtest/gtest.h>
#include <gmock/gmock.h>
#include "../Account.h"
#include "../AccountService.h"
#include "../AccountManager.h"
// MockAccountManager, mock AccountManager with googlemock
class MockAccountManager : public AccountManager
{
public:
MOCK_METHOD1(findAccountForUser, Account(const std::string&));
MOCK_METHOD1(updateAccount, void(const Account&));
};
// A facility class acts as an external DB
class AccountHelper
{
private:
std::map<std::string, Account> mAccount;
// an internal map to store all Accounts for test
public:
AccountHelper(std::map<std::string, Account>& mAccount);
void updateAccount(const Account& account);
Account findAccountForUser(const std::string& userId);
};
AccountHelper::AccountHelper(std::map<std::string, Account>& mAccount)
{
this->mAccount = mAccount;
}
void AccountHelper::updateAccount(const Account& account)
{
this->mAccount[account.getAccountId()] = account;
}
Account AccountHelper::findAccountForUser(const std::string& userId)
{
if (this->mAccount.find(userId) != this->mAccount.end())
return this->mAccount[userId];
else
return Account();
}
// Test case to test AccountService
TEST(AccountServiceTest, transferTest)
{
std::map<std::string, Account> mAccount;
mAccount["A"] = Account("A", 3000);
mAccount["B"] = Account("B", 2000);
AccountHelper helper(mAccount);
MockAccountManager* pManager = new MockAccountManager();
// specify the behavior of MockAccountManager
// always invoke AccountHelper::findAccountForUser
// when AccountManager::findAccountForUser is invoked
EXPECT_CALL(*pManager, findAccountForUser(testing::_)).WillRepeatedly(
testing::Invoke(&helper, &AccountHelper::findAccountForUser));
// always invoke AccountHelper::updateAccount
//when AccountManager::updateAccount is invoked
EXPECT_CALL(*pManager, updateAccount(testing::_)).WillRepeatedly(
testing::Invoke(&helper, &AccountHelper::updateAccount));
AccountService as;
// inject the MockAccountManager object into AccountService
as.setAccountManager(pManager);
// operate AccountService
as.transfer("A", "B", 1005);
// check the balance of Account("A") and Account("B") to
//verify that AccountService has done the right job
EXPECT_EQ(1995, helper.findAccountForUser("A").getBalance());
EXPECT_EQ(3005, helper.findAccountForUser("B").getBalance());
delete pManager;
}
// Main.cpp
#include <gtest/gtest.h>
#include <gmock/gmock.h>
int main(int argc, char** argv) {
testing::InitGoogleMock(&argc, argv);
// Runs all tests using Google Test.
return RUN_ALL_TESTS();
}
注 2：上述范例工程详见附件。要编译该工程，请读者自行添加环境变量 GTEST_DIR 、
GMOCK_DIR ，分别指向 googletest 、 googlemock 解压后所在目录；对于 Windows 开发者
，还需要将 %GMOCK_DIR%/msvc/gmock_config.vsprops 通过 View->Property Manager 添
加到工程中，并将 gmock.lib 拷贝到工程目录下。
通过上面的实例可以看出， googlemock 为开发者设定 Mock 类行为，跟踪程序运行过程及结果
，提供了丰富的支持。但与此同时，应用程序也应该尽量降低应用代码间的耦合度，使得单元测试
可以很容易对被测试单元进行隔离（如上例中， AccountService 必须提供了相应的方法以支持
AccountManager 的替换）。关于如何通过应用设计模式来降低应用代码间的耦合度，从而编写
出易于单元测试的代码，请参考本人的另一篇文章《应用设计模式编写易于单元测试的代码》（
developerWorks ， 2008 年 7 月）。
注 3：此外，开发者也可以直接通过继承被测试类，修改与外围环境相关的方法的实现，达到对其
核心方法进行单元测试的目的。但由于这种方法直接改变了被测试类的行为，同时，对被测试类自
身的结构有一些要求，因此，适用范围比较小，笔者也并不推荐采用这种原始的 Mock 方式来进
行单元测试。
回页首
总结
Googletest 与 googlemock 的组合，很大程度上简化了开发者进行 C++ 应用程序单元测试的编
码工作，使得单元测试对于 C++ 开发者也可以变得十分轻松；同时， googletest 及
googlemock 目前仍在不断改进中，相信随着其不断发展，这一 C++ 单元测试的全新组合将变
得越来越成熟、越来越强大，也越来越易用。
========
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