C++程式的單元測試

測試驅動開發(TDD)是以測試作為開發過程的中心，它堅持，在編寫實際代碼之前，先寫好基于産品代碼的測試代碼。開發過程的目标就是首先使測試能夠通過，然後再優化設計結構。測試驅動開發式是極限程式設計的重要組成部分。XUnit，一個基于測試驅動開發的測試架構，它為我們在開發過程中使用測試驅動開發提供了一個友善的工具，使我們得以快速的進行單元測試。XUnit的成員有很多，如JUnit，PythonUnit等。今天給大家介紹的CppUnit即是XUnit家族中的一員，它是一個專門面向C++的測試架構。 

本文不對CppUnit源碼做詳細的介紹，而隻是對CppUnit的應用作一些介紹。在本文中，您将看到：

1、CppUnit源代碼的各個組成部分。 

2、怎樣設定你的開發環境以能夠使用CppUnit。

3、怎樣為你的産品代碼添加測試代碼（實際上應該反過來，為測試代碼添加産品代碼。在TDD中，先有測試代碼後有産品代碼），并通過CppUnit來進行測試。 

本文叙述背景為：CppUnit1.9.0, Visual C++ 6.0, Windows2000。文中叙述有誤之處，敬請批評指正。 

一、CppUnit源碼組成 

•     doc: CppUnit的說明文檔。另外，代碼的根目錄，還有三個說明文檔，分别是INSTALL，INSTALL-unix，INSTALL-WIN32.txt。 

•     examples: CpppUnit提供的例子，也是對CppUnit自身的測試，通過它可以學習如何使用CppUnit測試架構進行開發。 

•     include: CppUnit頭檔案。 

•     src: CppUnit源代碼目錄。 

二、初識CppUnit測試環境 

　　解壓源代碼包後，您一定急着想看看CppUnit到底是個什麼樣?Ok,下面我們就來揭開CppUnit的神秘面紗：

1、進入example檔案夾，用VC打開examples.dsw。我們先來看看CppUnit自帶的測試例子。這些例子都是針對CppUnit自身的單元測試集，一方面這是CppUnit作者開發CppUnit架構過程中寫的測試用例，另一方面，我們可以通過這些例子來學習如何在我們自己的工程中添加測試用例。

2、将CppUnitTestApp工程設為Active Project（Win32 Debug），編譯後運作，則可以看到CppUnit的基于GUI方式進行單元測試TestRunner的界面。點選“Run”， 

這是一個針對CppUnit的單元測試結果，它表明剛才我們做了11個測試，全部通過。 

點選“Browse”,我們還可以選擇想要進行的單元測試

　　 CppUnit将所有的單元測試按照樹的結構來表示。在CppUnit中，最小的測試單元，稱為TestMethod測試方法，而多個相關的測試方法又可以組成一個TestCase測試用例。多個測試用例又組成TestSuite測試包。測試包互相嵌套在一起，就形成了上面我們看到的樹結構。我們可以選擇其中任意的樹節點來進行單元測試。 

3、将CppUnitTestMain工程設定為Active Project（Win32 Debug）,編譯并運作，我們來看看另一個單元測試的環境

　　 這是一個基于文本方式的單元測試環境。CppUnit提供了幾種測試環境，一種基于文本，一種基于GUI， 

4、将HostApp工程設定為Active Project（Win32 Debug），編譯運作。

　　 這亦是一個對CppUnit自身進行的測試，隻不過它向我們示範的是各種失敗的測試。在基于GUI的測試環境中，若測試不成功，進度條顯示紅色，反之則為綠色。從測試結果我們可以看到失敗的單元測試名稱，引起測試不能通過的原因，以及測試失敗的語句所在的檔案及所在行數。 

三、CppUnit開發環境設定 

　　認識了CppUnit的測試環境，想必你已經是在磨拳擦掌，準備在你的開發過程中感受一下測試驅動開發的感覺了。不過，在使用CppUnit前，還需要設定一下你的開發環境。 

1、CppUnit的lib和dll 

　　CppUnit為我們提供了兩套架構庫，一個為靜态的lib，一個為動态的dll。 

cppunit project：靜态lib 

cppunit_dll project：動态dll和lib 

　　在開發中我們可以根據實際情況作出選擇。進入src檔案夾，打開CppUnitLibraries.dsw。分别編譯這兩個project，輸出位置均為lib檔案夾。 

　　另外一個需要關注的project是TestRunner，它輸出一個dll，提供了一個基于GUI 方式的測試環境，即前面我們提到的兩種測試環境之一。我們也需要編譯這個project，輸出位置亦為lib檔案夾。 

為了友善開發，我們把這些編譯出來的lib和dll（包括Debug版和Release版） copy 到我們自己建立的一個檔案夾中(當然你也可以不這麼做)，例如F:\cppunit1.9.0\lib\，同時我們也把CppUnit源代碼中include檔案夾copy到我們自己的include檔案夾下。然後在VC的tools/options/directories/include files和library files中設定include路徑和lib路徑。最後别忘了在你的project中link正确的lib。 

2、在你的VC project中打開RTTI開關。 

　　具體位置Project Settings/C++/C++ Language。 

3、為TestRunner.dll設定環境變量 

　　TestRunner.dll為我們提供了基于GUI的測試環境。為了讓我們的測試程式能正确的調用它，TestRunner.dll必須位于你的測試程式的路徑下。但最簡單的方法是在作業系統的環境變量Path中添TestRunner.dll的路徑，這樣是最省事的。 

四、你的第一個TDD example 

　　一切準備就緒，現在我們可以來看看怎樣添加測試代碼了。前面我們提到過，CppUnit最小的測試機關是TestCase，多個相關TestCase組成一個TestSuite。要添加測試代碼最簡單的方法就是利用CppUnit為我們提供的幾個宏來進行（當然還有其他的手工加入方法，但均是殊途同歸，大家可以查閱CppUnit頭檔案中的示範代碼）。這幾個宏是： 

        CPPUNIT_TEST_SUITE() 開始建立一個TestSuite 

        CPPUNIT_TEST() 添加TestCase 

        CPPUNIT_TEST_SUITE_END() 結束建立TestSuite 

        CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION() 添加一個TestSuite到一個指定的TestFactoryRegistry工廠 

感興趣的朋友可以在HelperMacros.h看看這幾個宏的聲明，本文在此不做詳述。 

1、一個實作兩個整數相加的類 

　　假定我們要實作一個類，類名暫且取做CPlus，它的功能主要是實作兩個數相加（多簡單的一個類啊，這也要測試嗎？不要緊，我們隻是了解怎樣加入測試代碼來測試它就行了，是以越簡單越好）。 假定這個類要實作的相加的方法是:

int Add(int nNum1, int nNum2); 

Ok，那我們先來寫測試這個方法的代碼吧。TDD 可是先寫測試代碼，後寫産品代碼(CPlus)的哦！先寫的測試代碼往往是不能運作或編譯的，我們的目标是在寫好測試代碼後寫産品代碼，使之編譯通過，然後再進行重構。這就是Kent Beck說的“red/green/refactor”( 還記得基于GUI的測試環境的狀态條嗎?)。是以，上面的類名和方法應該還隻是在你的心裡，還隻是你的idea而已。 

2、在VC中為測試代碼建立一個 Project 

　　通常，測試代碼和被測試對象是處于不同的Project中的。這樣就不會讓你的産品代碼被測試代碼所“污染 ”。 

在本例中，我們将建立一個基于GUI 方式的測試環境。在VC中，我們建立一個基于對話框的Project。别忘了link正确的lib，本例中我們使用靜态的CppUnit lib。由于我們希望這個Project運作後顯示的是圖2這樣的界面，是以我們需要在App的 Instance()中屏蔽掉原有的對話框，代之以CppUnit的GUI。 

CppUnit::MfcUi::TestRunner runner;

runner.addTest(PlusTest::suite()); //添加測試

runner.run(); //show UI

/*

CCPlusTestDlg dlg;

m_pMainWnd = &dlg;

int nResponse = dlg.DoModal();

if (nResponse == IDOK)

{

       // TODO: Place code here to handle when the dialog is

       // dismissed with OK

}

else if (nResponse == IDCANCEL)

       // dismissed with Cancel

*/

　　 前面我們提到過，TestRunner輸出圖2這樣的對話框，這也是前面我們為什麼要為TestRunner.dll的路徑設定環境變量的原因。 

注意：PlusTest::suite()傳回一個指向CppUnit::Test的指針.這個指針就是整個測試的起點。CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry()根據TestSuite的名字傳回TestFactoryRegistry工廠，然後調用工廠裡的makeTest()對TestSuite進行組裝,這是個遞歸調用，将建立起一個樹狀的測試結構。 

namespace PlusTest

{      CppUnit::Test* suite()

       {       CppUnit::TestFactoryRegistry ®istry = 

                     CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry(plusSuiteName());

              return registry.makeTest(); }}

另外别忘加頭檔案： 

#include "CPlusTestSuite.h"

#include  

3、在Project中加入一個類，取名CPlusTestCase

　　CPlusTestCase從CppUnit::TestCase繼承，代碼如下： 

class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase

{   CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase);

       CPPUNIT_TEST(testAdd);

       CPPUNIT_TEST_SUITE_END();

public:

       CPlusTestCase();

       virtual ~CPlusTestCase();

       void testAdd(); //測試方法}; 

看到這幾個宏了嗎？它們可是在這大顯身手了一把。 

CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase); 

CPPUNIT_TEST( testAdd ); 

CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); 

　　通過這幾個宏，我們就把CPlusTestCase和testAdd注冊到了測試清單當中。 

另外，我們需要在Cpp檔案中加入另外一個宏： 

CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION(CPlusTestCase,PlusTest::plusSuiteName() ); 

　　它将CPlusTestCase這個TestSuite注冊到一個指定的TestFactory工廠中，這個TestSuite用 PlusTest::plusSuiteName()函數傳回的名字來辨別（前面介紹的suite()函數中就是通過這個名字來擷取這個工廠的）。plusSuiteName()是PlusTest這個namespace下的一個函數，它傳回我們為這個TestSuite建立的名字（本例我們取名為“plus”）。其實我們也可以不用這麼做，直接在宏裡寫入“plus“即可。但是這樣可以防止寫死帶來的麻煩。 

在測試類中，我們添加了一個測試方法： 

void testAdd(); 

它測試的對象是前面提到的CPlus類的方法：

我們來看看它的實作： 

void CPlusTestCase::testAdd()

{   CPlus plus;

       int nResult = plus.Add(10, 20); //執行Add操作

       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(30, nResult); //檢查結果是否等于30}         

　　CPPUNIT_ASSERT_EQUAL是一個判斷結果的宏。CppUnit中類似的其它宏請查閱TestAssert.h，本文在此不做詳述 。 

　　另外，我們還可以覆寫基類的 setUp()、tearDown()兩個函數。這兩個函數實際上是一個模闆方法，在測試運作之前會調用setUp()以進行一些初始化的工作，測試結束之後又會調用tearDown()來做一些“善後工作” ，比如資源的回收等等。當然，你也可以不覆寫這兩個函數，因為它們在基類裡定義成了空方法，而不是純虛函數。另外，Cpp中要加入頭檔案： 

#include "plusSuite.h" 

4、根據測試代碼編寫産品代碼 

　　編寫完上面的測試代碼後，進行編譯。編譯肯定通不過，編譯器會告訴我們CPlus類沒有聲明，因為我們還沒有實作CPlus類呢！現在的工作就是馬上實作CPlus類，讓編譯通過。現在你應該嗅到一點“測試驅動“的味道了吧？ 

　　在VC中建立一個MFC Extension Dll的Project，在這個Project 中加入類CPlus,它的聲明如下： 

class AFX_EXT_CLASS CPlus

{public:

       CPlus();

       virtual ~CPlus(); public:

       int Add(int nNum1, int nNum2);};        

僅有一個方法，就是我們的測試代碼要測試的那個方法。來看看它的實作： 

int CPlus::Add(int nNum1, int nNum2)

{return nNum1+nNum2;} 

非常簡單，不是嗎？現在讓前面那個包含測試代碼的Project dependent這個Project,include 相關頭檔案 ,Rebuild All，你會發現編譯已認證。你體會到了測試代碼驅動産品代碼了嗎？當然我們的這個例子還很簡單 ，沒有重構這一步驟。 

運作我們的測試程式，你就會看到界面：

單擊”Browse”，

這下你應該對前面我們說的TestSuite的名字了解更深了吧。plus是一個測試包TestSuite，它的下面包含一個測試用例，這個測試用例下面又包含一個測試方法。 

至此，我們對CppUnit測試架構的應用作了一個詳細的介紹，希望能對你在進行TDD過程中有所幫助。

本文轉自 fish_yy 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/tester2test/137293，如需轉載請自行聯系原作者