[测试] Google Test | 主流的 C 测试框架

news2025/4/25 20:14:30

目录

GoogleTest

2. 准备工作

3. 测试

4.怎么用

Attention is All You Need

写项目代码的时候 边写边测试 非常重要，这样可以帮助我们减少很多的问题。

  • 这篇文章后面 主要以 GoogleTest 为例，进行介绍
  • 最近找了些 gtest 相关的资料,学习了下.后面主要记录了学习过程和相关知识点.

参考

初级教程
高级教程

主流框架

一、轻量级嵌入式框架（适合单片机开发）

1. SCUNIT —— 嵌入式系统的"微型工具箱"
  • 特点：专为资源受限的嵌入式环境设计，核心代码仅需标准C支持，无需依赖外部库 。
  • 使用场景：STM32等单片机开发，路由表、驱动模块测试。
  • 使用方法：
#include "scunit.h"
void test_case() {
    SCUNIT_ASSERT(1+1 == 2, "算术测试");  // 类似检查螺丝刀是否拧紧
}
int main() {
    scunit_add_suite("基础测试");
    scunit_add_test("算术运算", test_case);
    scunit_run();  // 启动测试流水线
}
  • 源码地址：SCUNIT博客介绍
2. EmbedUnit —— 嵌入式开发的"机械臂校准仪"
  • 特点：完全静态内存分配，不依赖任何标准库，适合裸机开发
  • 使用场景：无操作系统的微控制器测试。
  • 测试示例：
TEST_ASSERT_MESSAGE(adc_value > 1000, "电压阈值检测"); // 如同检测传感器信号强度
  • 项目地址：EmbedUnit官网

二、通用型框架（适合PC/服务器开发）

3. Check —— C语言的"安全气囊测试系统"
  • 特点：每个测试用例运行在独立子进程，避免段错误导致整体崩溃
  • 使用场景：指针操作密集的底层模块测试。
  • 安装使用：
# Ubuntu安装
sudo apt-get install check
# 编写测试用例（如测试链表操作）
tcase_add_test(tc_core, test_list_insert);  // 类似模拟碰撞测试
  • 官网文档：Check官方指南
4. CUnit —— 企业级测试的"自动化流水线"
  • 特点：支持XML输出、测试套件管理，适合大型项目
  • 使用场景：持续集成环境中的回归测试。
  • 示例配置：
CU_add_test(suite, "数据库连接测试", test_db_connect);  // 如同质检站的多个检测环节
CU_basic_run_tests();  // 启动流水线
  • 下载地址：CUnit官网

三、极简框架（适合快速验证）

5. CuTest —— 程序员的"瑞士军刀"
  • 特点：仅需两个文件（CuTest.h + CuTest.c），代码量<1000行
  • 使用场景：算法验证、教学演示。
  • 快速上手：
CuSuite* suite = CuSuiteNew();
SUITE_ADD_TEST(suite, TestStringUtils);  // 如同随身工具包中的多功能刀
CuSuiteRun(suite);
  • 源码获取：CuTest GitHub镜像
6. Unity + CMocka —— 模块化开发的"乐高积木组合"
  • 组合优势：
    • Unity：断言库丰富，支持内存泄漏检测
    • CMocka：提供桩函数生成，模拟外部依赖
  • 典型应用：
TEST_FUNCTION(memory_alloc_test) {
    void* ptr = malloc(100);
    TEST_ASSERT_NOT_NULL(ptr);  // 类似检查积木拼接是否牢固
}
  • 项目资源：CMocka官网

四、跨语言框架（C/C++混合项目）

7. Google Test —— 工业级项目的"全身体检仪"
  • 特点：源自Google的测试框架，支持死亡测试、参数化测试
  • 适用场景：混合C/C++项目，如游戏引擎开发。
  • 安装示例：
git clone https://github.com/google/googletest
cd googletest && mkdir build && cd build
cmake .. && make  # 编译生成库文件
  • 测试用例：
TEST(CalcTest, AddTest) {
    EXPECT_EQ(add(2,3), 5);  // 如同X光检测骨骼强度
}

框架选择决策树

id: test-framework-choice
name: 测试框架选择指南
type: mermaid
content: |-
  graph TD
    A[项目类型?] -->|嵌入式| B{资源限制?}
    B -->|RAM<8KB| C[SCUNIT/EmbedUnit]
    B -->|资源充足| D[Check]
    A -->|PC/服务器| E{是否需要高级功能?}
    E -->|是| F[GoogleTest/CUnit]
    E -->|否| G[CuTest]
    A -->|混合C/C++| H[GoogleTest]
    A -->|模块隔离测试| I[Unity+CMocka]

扩展阅读

  1. C语言测试框架对比表
  2. 单元测试设计模式

选择框架时，建议优先考虑：熟悉度 > 项目需求 > 社区活跃度。就像选择汽车，超跑虽好，但日常通勤更适合经济型轿车。

GoogleTest

最近,找了些GoogleTest相关的资料,学习了下.这里主要记录了学习过程和相关知识点.

1. 什么是gtest？

  • gtest测试框架是在不同平台上（Linux，Mac OS X，Windows，Cygwin，Windows CE和Symbian）为 编写C++测试而生成的。
  • 它是基于xUnit架构的测试框架，支持自动发现测试
  • 丰富的断言集，用户定义的断言.

关于断言，前年在学 C 语言时，有记录过 15.C与指针--超全总结

2. 准备工作

获取gtest源码: https://github.com/google/googletest.git

在shell下:

cd  googletest/
cmake ..
make

成功后得到静态库文件:

将libgtest.a  libgtest_main.a拷贝到main.cpp同级目录下(main.cpp自己创建)
cp googletest/bulid/lib/libgtest*.a .

3. 测试

先搞个例子跑起来.
main.cpp

/* main.cpp
 * Created by lvy on 2025/4/1.
 */
#include "gtest/gtest.h"
#include <iostream>
#include <string>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

TEST(fun, add_a)
{
	EXPECT_EQ(-3, add(-2,-1));
	EXPECT_EQ(-2, add(1,-3));
}

int main(int argc, char **argv){

    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
	return RUN_ALL_TESTS();

	return 0;
}

关于库的一些详细信息，我们也可以跳转进行查看

哦对，还发现了一个看注释的翻译插件挺好用的：

可以更方便的看源码了

编译：

g++ main.cpp  libgtest.a -lpthread -std=c++17 -I /home/lvy/OS_AI/gtest/goo
gletest/googletest/include -o m
(由于gtest版本问题,12.x  必须c++17以上才能编译通过,刚开始编译用的11标准,一直报错)
(有用的就是静态库和头文件,将来移植的时候就是需要这两个东西)

还是 那句话，相信机器永远是对的~

这样就算可以用啦.后面具体讲一下,gtest怎么用.

4.怎么用

断言

分 ASSERT_XXX 和 EXPECT_XXX 两类.

区别:

  • 如果 ASSERT_XXX 测试结果不通过, 后面的测试就不会执行了.
  • 如果 EXPECT_XXX 测试结果不通过, 后面的测试会接着执行.

布尔断言：单参断言

  • ASSERT_TRUE、ASSERT_FALSE、EXPECT_TRUE、EXPECT_FALSE

数值断言：双参

  • ASSERT_EQ、ASSERT_NE、ASSERT_LT、ASSERT_LE、ASSERT_GT、ASSERT_GE
  • EXPECT_EQ、EXPECT_NE、EXPECT_LT、EXPECT_LE、EXPECT_GT、EXPECT_GE

字符串断言

  • ASSERT_STREQ、ASSERT_STRCASEEQ

TEST(test_suite_name,test_name)

  • 一个TEST()算是一个测试case.
  • TEST(x,y)展开为x_y_TEST()这样的函数

比如测试add()函数,我们可以考虑多种测试情况: 和为负数, 和为正数, 极限值测试.

/* main.cpp
 * Created by lvy on 2025/4/1.
 */
#include "gtest/gtest.h"
#include <iostream>
#include <string>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

TEST(add, negative)
{
	EXPECT_EQ(-3, add(-2,-1));
	EXPECT_EQ(-2, add(1,-3));
}

TEST(add, positive)
{
	EXPECT_EQ(1, add(2,-1));
	EXPECT_EQ(2, add(-1,3));
}

TEST(add, limit)
{
    int a = 0x7fffffff + 1;
    std::cout<<"a = "<<a<<"\n";
	EXPECT_EQ(a, add(0x7fffffff,1));
	EXPECT_EQ(0, add(0xffffffff,1));
}

int main(int argc, char **argv){

    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
	return RUN_ALL_TESTS();

	return 0;
}

TEST_F(x,y)

以下函数使用需要定义测试套类继承::testing::Test，重新实现对应函数.

  • Set UpTest Suite：static测试套级别，运行测试套 第一个用例前执
  • Tear DownTest Suite： static 测试套级别，运行测试套 最后一个用例后执行
  • Set Up：virtual 测试套中每个测试用例 开始时执行
  • Tear Down：virtrual 测试套中每个测试用例运行后执行

x 为 class名.

[怎么理解,举个例子:

  • TEST()适用于单次api测试,但是通常我们都是以模块或者功能进行开发的
  • 比如我们写了一个链表,链表里面有很多api:添加,删除,比较,等.

对于整个链表的测试就是套件级别的,里面的api就是test级别的.

  • TEST_F(list, add)
  • TEST_F(list, delete)
/* main.cpp
 * Created by lvy on 2025/4/1.
 */
#include "gtest/gtest.h"
#include <iostream>
#include <string>

int add(int a, int b)
{
	return a + b;
}

TEST(add, negative)
{
	EXPECT_EQ(-3, add(-2,-1));
	EXPECT_EQ(-2, add(1,-3));
}

TEST(add, positive)
{
	EXPECT_EQ(1, add(2,-1));
	EXPECT_EQ(2, add(-1,3));
}

TEST(add, limit)
{
    int a = 0x7fffffff + 1;
    std::cout<<"a = "<<a<<"\n";
	EXPECT_EQ(a, add(0x7fffffff,1));
	EXPECT_EQ(0, add(0xffffffff,1));
}

class FooTest : public ::testing::Test {
 protected:
  // You can remove any or all of the following functions if their bodies would
  // be empty.

  FooTest() {
     // You can do set-up work for each test here.
  }

  ~FooTest() override {
     // You can do clean-up work that doesn't throw exceptions here.
  }
  static void SetUpTestSuite() {
    std::cout<<"===================run before first case..."<<std::endl;
  } 

  static void TearDownTestSuite() {
    std::cout<<"===================run after last case..."<<std::endl;
  }
  // If the constructor and destructor are not enough for setting up
  // and cleaning up each test, you can define the following methods:

  void SetUp() override {
    std::cout<<" =========================SetUp() \n";
     // Code here will be called immediately after the constructor (right
     // before each test).
  }

  void TearDown() override {
    std::cout<<" =========================TearDown() \n";
     // Code here will be called immediately after each test (right
     // before the destructor).
  }

  // Class members declared here can be used by all tests in the test suite
  // for Foo.
};

TEST_F(FooTest,test_a)
{
  EXPECT_EQ(2, add(0x7fffffff,1));
}

TEST_F(FooTest,test_b)
{
  EXPECT_EQ(1, add(0,1));
}

int main(int argc, char **argv){

  ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
	return RUN_ALL_TESTS();

	return 0;
}

上面两个是常用的.基本上就是初级教程里面的内容,高级教程后面有链接.

初级教程
高级教程

关于汽车软件测试的拓展阅读：

 

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