【GTest 】GTest 详解以及安装教程

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文章目录

 

一、GTest 是什么？单元测试的 “标准化武器”

二、GTest 核心概念：从 “测试用例” 到 “测试套件”

1. 测试用例（Test Case）

2. 测试套件（Test Suite）

3. 断言（Assertion）

三、GTest 安装：两种方式，按需选择

方式 1：系统命令直接安装（以 Ubuntu 为例）

方式 2：源码编译安装（适合定制或无包管理器场景）

步骤 1：下载源码

步骤 2：编译安装

验证安装是否成功

四、GTest 实战：从 “单测入门” 到 “工程化测试”

示例 1：基础断言与测试用例组织

示例 2：参数化测试（减少重复代码）

示例 3：事件机制（测试环境的初始化与清理）

五、GTest 工程化实践：那些你该知道的细节

1. 致命断言 vs 非致命断言

2. 死亡测试（验证程序异常退出）

3. 与构建系统的集成

 

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一、GTest 是什么？单元测试的 “标准化武器”

GTest 是谷歌推出的跨平台 C++ 单元测试框架，它的诞生就是为了解决 “不同平台下 C++ 单元测试编写繁琐” 的痛点。无论是 Windows、Linux 还是 macOS，GTest 都能无缝运行。

它到底强在哪？核心优势一目了然：

• 断言丰富：提供几十种断言宏（如ASSERT_EQ判断相等、ASSERT_TRUE判断真），能精准表达测试逻辑。
• 场景覆盖全：支持致命断言（断言失败则测试用例直接终止）、非致命断言（断言失败不终止，继续执行后续逻辑），还能做参数化测试、死亡测试（验证程序异常退出场景）。
• 结构清晰：通过 “测试套件 - 测试用例” 的层级结构，让大量测试用例也能组织得井井有条。
• 自动化程度高：只需写好测试用例，GTest 能自动发现、执行并生成直观的测试报告。

二、GTest 核心概念：从 “测试用例” 到 “测试套件”

在动手写测试前，先理清 GTest 的核心概念，能让你少走很多弯路。

1. 测试用例（Test Case）

一个 “测试用例” 对应一个最小的测试单元，用来验证某一个具体功能或逻辑点。比如测试 “绝对值函数是否正确” 就是一个测试用例。

2. 测试套件（Test Suite）

多个相关的测试用例可以组成一个 “测试套件”。比如 “数学工具类” 这个套件，可以包含 “绝对值函数测试”“求和函数测试” 等多个用例。

3. 断言（Assertion）

断言是 GTest 的 “灵魂”，它用来判断代码运行结果是否符合预期。比如ASSERT_EQ(a, b)表示 “断言 a 和 b 相等”，如果不相等，测试就会失败。

三、GTest 安装：两种方式，按需选择

GTest 的安装很灵活，你可以用系统包管理器快速装，也可以从源码编译定制，我们逐个说明。

方式 1：系统命令直接安装（以 Ubuntu 为例）

这种方式最省心，适合快速上手：

 

sudo apt-get update
sudo apt-get install libgtest-dev

安装完成后，系统会把 GTest 的头文件和库文件放到标准路径，编译测试程序时只需链接 GTest 库即可。

方式 2：源码编译安装（适合定制或无包管理器场景）

如果你的系统没有现成包，或者需要指定版本，源码编译是更灵活的选择。

步骤 1：下载源码

GTest 的源码托管在 GitHub 上，执行以下命令下载：

 

git clone https://github.com/google/googletest.git
cd googletest/

步骤 2：编译安装

GTest 使用 CMake 构建，执行以下命令编译安装：

 

mkdir build
cd build/
cmake ..
make
sudo make install

安装完成后，头文件默认在/usr/local/include/gtest，库文件在/usr/local/lib。编译测试程序时，链接-lgtest -lgtest_main -pthread即可（-pthread是因为 GTest 依赖多线程）。

验证安装是否成功

写一个简单的测试程序，能正常编译运行就说明安装成功了。比如下面这个 “绝对值函数测试”：

 

#include <gtest/gtest.h>// 要测试的绝对值函数
int abs(int x) {return x > 0 ? x : -x;
}// 测试套件：abs_test；测试用例：test1
TEST(abs_test, test1) {ASSERT_TRUE(abs(1) == 1) << "abs(1) 应该等于 1";ASSERT_TRUE(abs(-1) == 1) << "abs(-1) 应该等于 1";ASSERT_FALSE(abs(-2) == -2) << "abs(-2) 不应该等于 -2";ASSERT_EQ(abs(1), abs(-1)); // 判断相等ASSERT_NE(abs(-1), 0);      // 判断不相等ASSERT_LT(abs(-1), 2);      // 判断小于ASSERT_GT(abs(-1), 0);      // 判断大于ASSERT_LE(abs(-1), 2);      // 判断小于等于ASSERT_GE(abs(-1), 0);      // 判断大于等于
}int main(int argc, char** argv) {// 初始化GTest框架testing::InitGoogleTest(&argc, argv);// 运行所有测试用例return RUN_ALL_TESTS();
}

编译并运行：

 

g++ gtest_demo.cpp -o gtest_demo -lgtest -lgtest_main -pthread
./gtest_demo

如果输出类似 “[==========] Running 1 test from 1 test suite.” 的测试报告，说明 GTest 安装和运行都没问题。

四、GTest 实战：从 “单测入门” 到 “工程化测试”

光说不练假把式，我们通过几个场景，看看 GTest 在实际开发中怎么用。

示例 1：基础断言与测试用例组织

我们以 “字符串工具类” 为例，测试它的 “拼接” 和 “长度计算” 功能：

 

#include <gtest/gtest.h>
#include <string>// 要测试的字符串工具类
class StringUtil {
public:static std::string concat(const std::string& a, const std::string& b) {return a + b;}static size_t length(const std::string& s) {return s.length();}
};// 测试套件：StringUtilTest
TEST(StringUtilTest, ConcatTest) {std::string res = StringUtil::concat("hello", "world");ASSERT_EQ(res, "helloworld");ASSERT_EQ(StringUtil::length(res), 10);
}TEST(StringUtilTest, LengthTest) {ASSERT_EQ(StringUtil::length(""), 0);ASSERT_EQ(StringUtil::length("gtest"), 5);
}int main(int argc, char** argv) {testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS();
}

这个例子中，我们把两个相关的测试用例（ConcatTest和LengthTest）放到StringUtilTest套件下，结构非常清晰。

示例 2：参数化测试（减少重复代码）

如果要测试 “多个输入下的同一逻辑”，参数化测试能帮你少写很多重复代码。比如测试 “加法函数” 在不同输入下的结果：

 

#include <gtest/gtest.h>// 要测试的加法函数
int add(int a, int b) {return a + b;
}// 定义参数化测试的参数类型
class AddParamTest : public testing::TestWithParam<std::tuple<int, int, int>> {
};// 参数化测试用例
TEST_P(AddParamTest, Test) {int a = std::get<0>(GetParam());int b = std::get<1>(GetParam());int expected = std::get<2>(GetParam());ASSERT_EQ(add(a, b), expected);
}// 注册参数
INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(AddTest,AddParamTest,testing::Values(std::make_tuple(1, 2, 3),std::make_tuple(0, 0, 0),std::make_tuple(-1, 2, 1),std::make_tuple(100, 200, 300))
);int main(int argc, char** argv) {testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS();
}

这样，GTest 会自动遍历所有参数，执行测试用例，大大减少了代码冗余。

示例 3：事件机制（测试环境的初始化与清理）

在实际测试中，经常需要 “测试前准备数据，测试后清理数据”，GTest 的事件机制就能帮你实现这个需求。

GTest 的事件分为三个层级：

• 全局事件：针对整个测试程序，在所有测试开始前执行一次初始化，所有测试结束后执行一次清理。
• 测试套件事件：针对某个测试套件，在该套件的所有用例开始前初始化，所有用例结束后清理。
• 测试用例事件：针对单个测试用例，在用例开始前初始化，用例结束后清理。

我们以 “全局事件” 为例，实现一个 “测试前加载配置，测试后释放配置” 的逻辑：

 

#include <gtest/gtest.h>
#include <unordered_map>
#include <string>// 全局配置字典
std::unordered_map<std::string, std::string> g_config;// 自定义环境类，继承自testing::Environment
class GlobalEnv : public testing::Environment {
public:// 测试程序启动前执行void SetUp() override {std::cout << "全局初始化：加载配置..." << std::endl;g_config["db_host"] = "127.0.0.1";g_config["db_port"] = "3306";}// 测试程序结束后执行void TearDown() override {std::cout << "全局清理：释放配置..." << std::endl;g_config.clear();}
};// 测试用例：验证配置是否加载
TEST(ConfigTest, LoadTest) {ASSERT_EQ(g_config["db_host"], "127.0.0.1");ASSERT_EQ(g_config["db_port"], "3306");
}int main(int argc, char** argv) {// 注册全局事件testing::AddGlobalTestEnvironment(new GlobalEnv());testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS();
}

运行这个程序，你会看到 “加载配置” 在所有测试前执行，“释放配置” 在所有测试后执行，完美实现了测试环境的管理。

五、GTest 工程化实践：那些你该知道的细节

1. 致命断言 vs 非致命断言

• 致命断言：以ASSERT_xxx开头（如ASSERT_EQ），断言失败时当前测试用例直接终止。
• 非致命断言：以EXPECT_xxx开头（如EXPECT_EQ），断言失败时当前测试用例继续执行后续逻辑。
• 选择原则：如果一个断言失败后，后续逻辑无意义，用ASSERT_xxx；否则用EXPECT_xxx。

2. 死亡测试（验证程序异常退出）

如果要测试 “程序在异常输入下是否会按预期退出”，可以用死亡测试：

 

#include <gtest/gtest.h>// 一个会崩溃的函数
void crash() {int* p = nullptr;*p = 10; // 解引用空指针，程序崩溃
}// 死亡测试用例
TEST(DeathTest, CrashTest) {// 断言程序执行crash()时会崩溃（退出码非0）ASSERT_DEATH(crash(), "");
}

3. 与构建系统的集成

在实际项目中，建议把 GTest 测试代码和业务代码分开编译。比如用 CMake 的话，可以这样配置：

 

# 查找GTest库
find_package(GTest REQUIRED)# 测试可执行文件
add_executable(test_my_lib test_my_lib.cpp)
# 链接GTest和业务库
target_link_libraries(test_my_lib PRIVATE my_lib GTest::GTest GTest::Main)# 添加测试目标
add_test(NAME test_my_lib COMMAND test_my_lib)