GoogleTest 测试框架入门指南

瞿格女

于 2025-05-30 09:18:03 发布

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GoogleTest 测试框架入门指南

googletest GoogleTest - Google Testing and Mocking Framework 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/googl/googletest

什么是 GoogleTest？

GoogleTest 是 Google 开发的一个 C++ 测试框架，它能够帮助开发者编写更高质量的测试代码。无论你是在 Linux、Windows 还是 Mac 上开发，只要使用 C++ 编程，GoogleTest 都能为你提供强大的测试支持。它不仅适用于单元测试，还能胜任各种类型的测试需求。

为什么选择 GoogleTest？

GoogleTest 具有以下优势特点：

独立性与可重复性：每个测试都在独立的环境中运行，确保测试结果不受其他测试影响。当测试失败时，可以单独运行该测试以快速定位问题。
良好的组织结构：测试可以按逻辑分组为测试套件(Test Suite)，这种结构清晰反映了被测试代码的组织方式，便于维护。
跨平台支持：GoogleTest 能在不同操作系统、不同编译器环境下工作，无论是否启用异常处理机制都能正常运行。
详细的错误报告：测试失败时会提供丰富的信息，且不会在第一个失败处停止，而是继续执行后续测试，便于一次性发现多个问题。
自动化管理：框架自动跟踪所有定义的测试，无需手动列举要运行的测试用例。
高效执行：支持在多个测试间共享资源，只需一次初始化和清理操作，提高测试效率。

基本概念解析

断言(Assertions)

断言是 GoogleTest 的核心，用于验证代码行为是否符合预期。断言结果有三种：

成功(Success)
非致命失败(Nonfatal Failure)
致命失败(Fatal Failure)

GoogleTest 提供两种断言风格：

ASSERT_*：致命断言，失败时立即终止当前测试函数
EXPECT_*：非致命断言，失败时继续执行后续测试代码

通常推荐使用 EXPECT_*，因为它能报告多个问题。只有在无法继续测试时才使用 ASSERT_*。

断言示例：

ASSERT_EQ(x.size(), y.size()) << "向量x和y长度不一致";

for (int i = 0; i < x.size(); ++i) {
  EXPECT_EQ(x[i], y[i]) << "向量x和y在第" << i << "个元素处不同";
}

简单测试编写

使用 TEST() 宏定义测试：

TEST(测试套件名, 测试名) {
  // 测试代码
}

测试示例（测试阶乘函数）：

// 测试0的阶乘
TEST(FactorialTest, HandlesZeroInput) {
  EXPECT_EQ(Factorial(0), 1);
}

// 测试正数的阶乘
TEST(FactorialTest, HandlesPositiveInput) {
  EXPECT_EQ(Factorial(1), 1);
  EXPECT_EQ(Factorial(2), 2);
  EXPECT_EQ(Factorial(3), 6);
  EXPECT_EQ(Factorial(8), 40320);
}

测试夹具(Test Fixtures)

当多个测试需要共享相同配置时，可以使用测试夹具：

创建继承自 testing::Test 的类
在类中声明共享的测试对象
可选实现 SetUp() 和 TearDown() 方法
使用 TEST_F() 替代 TEST() 编写测试

队列测试示例：

class QueueTest : public testing::Test {
 protected:
  void SetUp() override {
    q1_.Enqueue(1);
    q2_.Enqueue(2);
    q2_.Enqueue(3);
  }
  
  Queue<int> q0_;
  Queue<int> q1_;
  Queue<int> q2_;
};

TEST_F(QueueTest, IsEmptyInitially) {
  EXPECT_EQ(q0_.size(), 0);
}

TEST_F(QueueTest, DequeueWorks) {
  int* n = q1_.Dequeue();
  ASSERT_NE(n, nullptr);
  EXPECT_EQ(*n, 1);
  delete n;
}

运行测试

GoogleTest 会自动注册所有 TEST() 和 TEST_F() 定义的测试。要运行所有测试，只需调用：

RUN_ALL_TESTS();

该函数返回 0 表示所有测试通过，1 表示有测试失败。

main 函数编写

大多数情况下，你不需要自己编写 main 函数，可以直接链接 gtest_main 库。如果需要自定义 main 函数，基本模板如下：

#include <gtest/gtest.h>

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

术语说明

GoogleTest 的术语与 ISTQB 标准有所不同：

| 含义 | GoogleTest 术语 | ISTQB 标准术语 | |------|----------------|----------------| | 使用特定输入值验证程序行为 | TEST() | 测试用例(Test Case) | | 相关测试的集合 | 测试套件(Test Suite) | 测试套件(Test Suite) |

注意：GoogleTest 正逐步将旧术语"TestCase"替换为"TestSuite"以保持一致性。