Google Test 学习笔记

1. Google Test 基础

1.1 TEST 和断言

TEST：用于定义测试用例。

• 第一个参数是测试套件名称。
• 第二个参数是测试名称。

示例：

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

TEST(AddTest, HandlesPositiveNumbers) {
    EXPECT_EQ(Add(1, 2), 3);
}

常用断言：

• EXPECT_EQ(val1, val2)：检查 val1 == val2。
• EXPECT_NE(val1, val2)：检查 val1 != val2。
• EXPECT_LT(val1, val2)：检查 val1 < val2。
• EXPECT_LE(val1, val2)：检查 val1 <= val2。
• EXPECT_GT(val1, val2)：检查 val1 > val2。
• EXPECT_GE(val1, val2)：检查 val1 >= val2。
• ASSERT_*：与 EXPECT_* 类似，但失败时会终止测试。

1.2 TEST_F 和测试夹具

• 用于测试需要共享代码或状态的情况。
• 继承 ::testing::Test 创建测试夹具。

示例：

class MathTest : public ::testing::Test {
protected:
    void SetUp() override {
        a = 10;
        b = 5;
    }

    int a, b;
};

TEST_F(MathTest, Addition) {
    EXPECT_EQ(a + b, 15);
}

TEST_F(MathTest, Subtraction) {
    EXPECT_EQ(a - b, 5);
}

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2. 异常处理

• 检查函数是否抛出异常。

常用断言

• EXPECT_THROW(expression, exception_type)：检查是否抛出指定类型异常。
• EXPECT_ANY_THROW(expression)：检查是否抛出任意异常。
• EXPECT_NO_THROW(expression)：检查是否未抛出异常。

示例：

int Division(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw std::invalid_argument("Division by zero");
    }
    return a / b;
}

TEST(ExceptionTest, HandlesExceptions) {
    EXPECT_THROW(Division(10, 0), std::invalid_argument);
    EXPECT_NO_THROW(Division(10, 2));
}

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3. 参数化测试

• 适用于需要在多组输入下测试相同逻辑的情况。

3.1 定义参数化测试

• 继承 ::testing::TestWithParam<ParamType>。
• 使用 TEST_P 定义测试。
• 调用 GetParam() 获取当前参数。

3.2 实例化测试

1. 使用 INSTANTIATE_TEST_SUITE_P 定义参数列表。

示例：

class ParamTest : public ::testing::TestWithParam<int> {};

TEST_P(ParamTest, IsEven) {
    int n = GetParam();
    EXPECT_EQ(n % 2, 0);
}

INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(
    EvenNumbersTest,
    ParamTest,
    ::testing::Values(2, 4, 6, 8)
);

2. 动态生成参数：

使用 ::testing::Combine 创建参数笛卡尔积。

示例：

#include <tuple>

class MultiParamTest : public ::testing::TestWithParam<std::tuple<int, int>> {};

TEST_P(MultiParamTest, Multiply) {
    int a, b;
    std::tie(a, b) = GetParam();
    EXPECT_EQ(a * b, a * b);
}

INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(
    GenerateTests,
    MultiParamTest,
    ::testing::Combine(
        ::testing::Values(1, 2),
        ::testing::Values(3, 4)
    )
);

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4. Mock（模拟对象）

• 用于测试依赖于外部资源或模块的函数。
• 需要引入 gmock。

4.1 定义 Mock 类

• 使用 MOCK_METHOD 定义接口方法的模拟。

接口定义：

class Calculator {
public:
    virtual ~Calculator() = default;
    virtual int Add(int a, int b) = 0;
};

模拟类：

#include <gmock/gmock.h>

class MockCalculator : public Calculator {
public:
    MOCK_METHOD(int, Add, (int a, int b), (override));
};

4.2 设置期望行为

• EXPECT_CALL(mock, Method(args))：定义期望的调用和返回值。
• 使用 WillOnce 或 WillRepeatedly 指定返回值。

示例：

TEST(MockTest, TestAddition) {
    MockCalculator mock;

    EXPECT_CALL(mock, Add(1, 2))
        .Times(1)
        .WillOnce(::testing::Return(3));

    EXPECT_EQ(mock.Add(1, 2), 3);
}

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5. 自定义断言

• 提升代码可读性，适用于复杂逻辑。

示例：

::testing::AssertionResult IsEven(int n) {
    if (n % 2 == 0) {
        return ::testing::AssertionSuccess();
    } else {
        return ::testing::AssertionFailure() << n << " is not even";
    }
}

TEST(CustomAssertion, CheckEven) {
    EXPECT_TRUE(IsEven(2));
    EXPECT_FALSE(IsEven(3));
}

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6. 测试过滤与标签

6.1 筛选测试

运行特定测试：

./test_binary --gtest_filter=TestSuite.TestName

运行某套件所有测试：

./test_binary --gtest_filter=SampleSuite.*

6.2 禁用测试

• 使用 DISABLED_ 前缀。

TEST(SampleSuite, DISABLED_TestCase) {
    EXPECT_EQ(1, 1);
}

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7. 性能测试

• 验证代码的性能，例如函数耗时。

示例：

#include <chrono>

int TimeConsumingFunction() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
    return 42;
}

TEST(PerformanceTest, HandlesTimeout) {
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    EXPECT_EQ(TimeConsumingFunction(), 42);
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count();
    EXPECT_LE(duration, 200);
}

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