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Google Test 介绍和使用指南

Google Test（通常缩写为 gtest）是 Google 开发的一个 C++ 测试框架，用于编写和运行单元测试。它是目前最流行的 C++ 测试框架之一，具有丰富的功能和良好的跨平台支持。

主要特性

1. 丰富的断言：提供多种断言宏用于验证测试结果
2. 测试夹具：支持测试夹具（Test Fixtures）来共享测试设置和清理代码
3. 参数化测试：支持参数化测试，可以用不同的参数运行相同的测试逻辑
4. 死亡测试：可以测试程序是否按预期方式终止
5. 跨平台：支持 Linux、Windows、Mac 等多种平台
6. 与构建系统集成：易于与 CMake、Bazel 等构建系统集成

安装 Google Test

使用包管理器安装（Linux）

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install libgtest-dev# 编译并安装
cd /usr/src/gtest
sudo cmake CMakeLists.txt
sudo make
sudo cp *.a /usr/lib

使用 CMake 集成

现代 CMake 项目可以通过 FetchContent 直接引入 Google Test：

include(FetchContent)
FetchContent_Declare(googletestURL https://github.com/google/googletest/archive/refs/heads/main.zip
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)

基本使用

简单测试示例

#include <gtest/gtest.h>// 测试函数
int Add(int a, int b) {return a + b;
}// 定义一个测试用例
TEST(TestAdd, PositiveNumbers) {EXPECT_EQ(Add(2, 3), 5);
}TEST(TestAdd, NegativeNumbers) {EXPECT_EQ(Add(-2, -3), -5);
}int main(int argc, char **argv) {testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS();
}

常用断言宏

Google Test 提供两类主要断言：

1. ASSERT_ 系列：失败时立即终止当前测试
2. EXPECT_ 系列：失败时继续执行当前测试

常用断言：

• EXPECT_EQ(val1, val2)：验证相等
• EXPECT_NE(val1, val2)：验证不等
• EXPECT_TRUE(condition)：验证条件为真
• EXPECT_FALSE(condition)：验证条件为假
• EXPECT_LT(val1, val2)：验证 val1 < val2
• EXPECT_LE(val1, val2)：验证 val1 <= val2
• EXPECT_GT(val1, val2)：验证 val1 > val2
• EXPECT_GE(val1, val2)：验证 val1 >= val2
• EXPECT_STREQ(str1, str2)：验证字符串相等
• EXPECT_THROW(statement, exception_type)：验证抛出特定异常

测试夹具（Test Fixtures）

测试夹具允许你在多个测试间共享设置和清理代码：

class VectorTest : public testing::Test {
protected:void SetUp() override {v1.push_back(1);v2.push_back(2);v2.push_back(3);}void TearDown() override {// 清理代码}std::vector<int> v1;std::vector<int> v2;
};TEST_F(VectorTest, SizeTest) {EXPECT_EQ(v1.size(), 1);EXPECT_EQ(v2.size(), 2);
}TEST_F(VectorTest, ContentTest) {EXPECT_EQ(v1[0], 1);EXPECT_EQ(v2[0], 2);EXPECT_EQ(v2[1], 3);
}

参数化测试

class IsPrimeTest : public testing::TestWithParam<int> {// 可以在这里定义夹具
};TEST_P(IsPrimeTest, TestsIsPrime) {int n = GetParam();EXPECT_TRUE(IsPrime(n));
}INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(PrimeValues, IsPrimeTest,testing::Values(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19));

死亡测试

验证代码是否按预期终止：

TEST(ExitTest, DiesCorrectly) {EXPECT_DEATH({fprintf(stderr, "Fatal error detected!\n");exit(1);}, "Fatal error detected!");
}

高级特性

类型化测试

template <typename T>
class TypedTest : public testing::Test {};typedef testing::Types<int, float, double> MyTypes;
TYPED_TEST_SUITE(TypedTest, MyTypes);TYPED_TEST(TypedTest, SizeTest) {EXPECT_EQ(sizeof(TypeParam), 4);  // 对int和float成立，double不成立
}

值参数化测试

class MyTest : public testing::TestWithParam<std::tuple<int, int>> {};TEST_P(MyTest, SumTest) {auto params = GetParam();int a = std::get<0>(params);int b = std::get<1>(params);EXPECT_EQ(a + b, Add(a, b));
}INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(Default, MyTest,testing::Combine(testing::Range(1, 5),testing::Range(5, 10)));

运行测试

编译后运行测试程序，Google Test 会输出详细的测试结果：

[==========] Running 2 tests from 1 test suite.
[----------] Global test environment set-up.
[----------] 2 tests from TestAdd
[ RUN      ] TestAdd.PositiveNumbers
[       OK ] TestAdd.PositiveNumbers (0 ms)
[ RUN      ] TestAdd.NegativeNumbers
[       OK ] TestAdd.NegativeNumbers (0 ms)
[----------] 2 tests from TestAdd (0 ms total)[----------] Global test environment tear-down
[==========] 2 tests from 1 test suite ran. (0 ms total)
[  PASSED  ] 2 tests.

与 CMake 集成示例

完整 CMake 项目示例：

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(MyProject)# 引入Google Test
include(FetchContent)
FetchContent_Declare(googletestURL https://github.com/google/googletest/archive/refs/heads/main.zip
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)# 添加可执行文件
add_executable(my_teststest/test_main.cpptest/test_example.cppsrc/my_code.cpp
)# 链接Google Test
target_link_libraries(my_testsGTest::GTestGTest::Main
)# 添加测试
enable_testing()
add_test(NAME my_tests COMMAND my_tests)

最佳实践

1. 测试命名应清晰表达其目的
2. 每个测试应只验证一件事
3. 使用夹具避免重复代码
4. 优先使用 EXPECT_ 而非 ASSERT_，除非失败后继续测试无意义
5. 为测试添加必要的注释
6. 保持测试独立，不依赖执行顺序
7. 定期运行测试，最好集成到CI/CD流程中

Google Test 提供了丰富的文档和示例，可以通过其 GitHub 仓库 获取更多信息。