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c++如何进行单元测试_c++ Google Test (gtest)框架使用指南【TDD】
Google Test是C++主流单元测试框架,需正确链接libgtest和libgtest_main,用TEST宏定义用例,EXPECT_与ASSERT_断言区别在于是否终止执行,支持测试夹具、参数化测试及TDD流程。

在C++中进行单元测试,Google Test(gtest)是最主流、最成熟的选择。它轻量、跨平台、支持断言、参数化测试、死亡测试等特性,非常适合TDD(测试驱动开发)实践。

一、快速安装与项目集成

Windows下推荐用vcpkg:
vcpkg install googletest:x64-windows
Linux/macOS可源码编译或用包管理器(如apt install libgtest-dev + 编译gtest主库)。

关键点:
• 不要只链接libgtest.a,必须同时链接libgtest_main.a(含main函数)或自己写main并调用::testing::InitGoogleTest
• CMake中推荐用find_package(GTest REQUIRED) + target_link_libraries(your_test PRIVATE GTest::gtest GTest::gtest_main)

二、写第一个测试用例

每个测试用例属于一个测试套件(Test Suite),用TEST(套件名, 用例名)宏定义:

#include 
#include "my_math.h"  // 被测代码

TEST(AddTest, PositiveNumbers) { EXPECT_EQ(add(2, 3), 5); EXPECT_NE(add(0, 0), 1); }

TEST(AddTest, NegativeNumbers) { ASSERT_GT(add(-1, -2), -10); // ASSERT失败会终止当前测试函数 EXPECT_EQ(add(-1, -2), -3); }

说明:
EXPECT_*:失败仅记录错误,继续执行后续断言
ASSERT_*:失败立即返回,适合前置条件检查
• 常用断言:EQ/NE/LT/LE/GT/GE(值比较)、TRUE/FALSEDEATH(检查崩溃)、NO_DEATH

三、组织更复杂的测试场景

测试夹具(Test Fixture):当多个测试需要共享初始化/清理逻辑时,继承::testing::Test

class StackTest : public ::testing::Test {
protected:
    void SetUp() override { stack = std::stack(); }
    void TearDown() override { /* 可选清理 */ }
    std::stack stack;
};

TEST_F(StackTest, PushAndTop) { stack.push(42); EXPECT_EQ(stack.top(), 42); }

参数化测试:对同一逻辑跑多组输入:

class AddParamTest : public ::testing::TestWithParam> {};

TEST_P(AddParamTest, HandlesVariousInputs) { auto [a, b, expected] = GetParam(); EXPECT_EQ(add(a, b), expected); }

INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(ValidCases, AddParamTest, testing::Values(std::make_tuple(1, 2, 3), std::make_tuple(-1, 1, 0), std::make_tuple(0, 0, 0)));

四、TDD工作流建议

• 先写一个失败的测试(红)→ 实现最小可行代码让它通过(绿)→ 重构(重构)
• 测试命名体现意图,如ParseEmptyString_ReturnsNull,而非test1
• 每个测试只验证一个关注点,避免“测试过载”
• 利用--gtest_filter=AddTest.*运行子集,--gtest_break_on_failure调试时中断

基本上就这些。gtest不复杂但容易忽略初始化和链接细节,跑通第一个测试后,后续就顺了。