http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=1762

一、前言

　　測試驅(qū)動開發(fā)(TDD)是以測試作為開發(fā)過程的中心，它堅持，在編寫實際代碼之前，先寫好基于產(chǎn)品代碼的測試代碼。開發(fā)過程的目標(biāo)就是首先使測試能夠通過，然后再優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)。測試驅(qū)動開發(fā)式是極限編程的重要組成部分。XUnit，一個基于測試驅(qū)動開發(fā)的測試框架，它為我們在開發(fā)過程中使用測試驅(qū)動開發(fā)提供了一個方便的工具，使我們得以快速的進(jìn)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++的測試框架。

本文不對CppUnit源碼做詳細(xì)的介紹，而只是對CppUnit的應(yīng)用作一些介紹。你將看到：

CppUnit源代碼的各個組成部分；

怎樣設(shè)置你的開發(fā)環(huán)境以能夠使用CppUnit；

怎樣為你的產(chǎn)品代碼添加測試代碼（實際上應(yīng)該反過來，為測試代碼添加產(chǎn)品代碼。在TDD中，先有測試代碼后有產(chǎn)品代碼），并通過CppUnit來進(jìn)行測試；

本文敘述背景為：CppUnit1.12.0, Visual C++ 6.0, WindowsXP。文中敘述有誤之處，敬請批評指正。

一. CppUnit的安裝
從http://sourceforge.net/projects/cppunit CppUnit的源碼包. CppUnit是開源產(chǎn)品 , 當(dāng)前最高版本為1.12.0. (在上面的鏈接所指向的頁面上選擇 Development Snapshot ).?
下載后,將源碼包解壓縮到本地硬盤，例如解壓到E:/ cppunit-1.12.0。筆者把文件夾名稱中的版本號去掉，即源碼包解壓縮到E:/cppunit。下載解壓后，你將看到如下文件夾：

?

主要的文件夾有：

• doc: CppUnit的說明文檔。另外，代碼的根目錄，還有三個說明文檔，分別是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(xué)習(xí)如何使用CppUnit測試框架進(jìn)行開發(fā)；
• include: CppUnit頭文件；
• src: CppUnit源代碼目錄；
• config：配置文件；
• contrib：contribution，其他人貢獻(xiàn)的外圍代碼；
• lib：存放編譯好的庫；
• src：源文件，以及編譯庫的project等；

　　接下來進(jìn)行編譯工作。 在src/目錄下, 將CppUnitLibraries.dsw工程文件用vc 打開。執(zhí)行build/batch build，編譯成功的話，生成的庫文件將被拷貝到lib目錄下。中途或者會有些project編譯失敗，一般不用管它，我們重點看的是cppunit和TestRunner 這兩個project的debug和release版本。
　　編譯通過以后, 在lib/目錄下,會生成若干lib,和dll文件, 都以cppunit開頭. cppunitd表示debug版, cppunit表示release版。
CppUnit為我們提供了兩套框架庫，一個為靜態(tài)的lib，一個為動態(tài)的dll。cppunit project：靜態(tài)lib；cppunit_dll project：動態(tài)dll和lib。在開發(fā)中我們可以根據(jù)實際情況作出選擇。
你也可以根據(jù)需要選擇所需的項目進(jìn)行編譯，其中項目cppunit為靜態(tài)庫，cppunit_dll為動態(tài)庫，生成的庫文件為：

• cppunit.lib：靜態(tài)庫release版；
• cppunitd.lib：靜態(tài)庫debug版；
• cppunit_dll.lib：動態(tài)庫release版；
• cppunitd_dll.lib：動態(tài)庫debug版；

　　另外一個需要關(guān)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(huán)境，在CppUnit下, 可以選擇控制臺方式和GUI方式兩種表現(xiàn)方案。兩種方案分別如下圖所示：

?

我們選擇GUI方式，所以我們也需要編譯這個project，輸出位置亦為lib文件夾。
要使用CppUnit，還得設(shè)置好頭文件和庫文件路徑，以VC6為例，選擇Tools/Options/Directories，在Include files和Library files中分別添加%CppUnitPath%/include和%CppUnitPath%/lib，其中%CppUnitPath%表示CppUnit所在路徑。本文這里分別填的是E:/CPPUNIT/INCLUDE和E:/CPPUNIT/LIB。

二、概念

在使用之前，我們有必要認(rèn)識一下CppUnit中的主要類，當(dāng)然你也可以先看后面的例子，遇到問題再回過頭來看這一節(jié)。
CppUnit核心內(nèi)容主要包括一些關(guān)鍵類：

Test：所有測試對象的基類。

CppUnit采用樹形結(jié)構(gòu)來組織管理測試對象（類似于目錄樹，如下圖所示），因此這里采用了組合設(shè)計模式（Composite Pattern），Test的兩個直接子類TestLeaf和TestComposite分別表示“測試樹”中的葉節(jié)點和非葉節(jié)點，其中TestComposite主要起組織管理的作用，就像目錄樹中的文件夾，而TestLeaf才是最終具有執(zhí)行能力的測試對象，就像目錄樹中的文件。

Test最重要的一個公共接口為：

virtual void run(TestResult *result) = 0;

其作用為執(zhí)行測試對象，將結(jié)果提交給result。
在實際應(yīng)用中，我們一般不會直接使用Test、TestComposite以及TestLeaf，除非我們要重新定制某些機(jī)制。

TestFixture：用于維護(hù)一組測試用例的上下文環(huán)境。

　　在實際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會開發(fā)一組測試用例來對某個類的接口加以測試，而這些測試用例很可能具有相同的初始化和清理代碼。為此，CppUnit引入TestFixture來實現(xiàn)這一機(jī)制。
TestFixture具有以下兩個接口，分別用于處理測試環(huán)境的初始化與清理工作：

virtual void setUp(); virtual void tearDown(); TestCase：測試用例，從名字上就可以看出來，它便是單元測試的執(zhí)行對象。

　　TestCase從Test和TestFixture多繼承而來，通過把Test::run制定成模板函數(shù)（Template Method）而將兩個父類的操作融合在一起，run函數(shù)的偽定義如下：

// 偽代碼 void TestCase::run(TestResult* result) {result->startTest(this); // 通知result測試開始if( result->protect(this, &TestCase::setUp) ) // 調(diào)用setUp，初始化環(huán)境result->protect(this, &TestCase::runTest); // 執(zhí)行runTest，即真正的測試代碼result->protect(this, &TestCase::tearDown); // 調(diào)用tearDown，清理環(huán)境result->endTest(this); // 通知result測試結(jié)束 }

這里要提到的是函數(shù)runTest，它是TestCase定義的一個接口，原型如下：

virtual void runTest();

用戶需從TestCase派生出子類并實現(xiàn)runTest以開發(fā)自己所需的測試用例。
另外還要提到的就是TestResult的protect方法，其作用是對執(zhí)行函數(shù)（實際上是函數(shù)對象）的錯誤信息（包括斷言和異常等）進(jìn)行捕獲，從而實現(xiàn)對測試結(jié)果的統(tǒng)計。

TestSuit：測試包，按照樹形結(jié)構(gòu)管理測試用例

TestSuit是TestComposite的一個實現(xiàn)，它采用vector來管理子測試對象（Test），從而形成遞歸的樹形結(jié)構(gòu)。

TestFactory：測試工廠

這是一個輔助類，通過借助一系列宏定義讓測試用例的組織管理變得自動化。參見后面的例子。

TestRunner：用于執(zhí)行測試用例

TestRunner將待執(zhí)行的測試對象管理起來，然后供用戶調(diào)用。其接口為：

virtual void addTest( Test *test ); virtual void run( TestResult &controller, const std::string &testPath = "" );

　　這也是一個輔助類，需注意的是，通過addTest添加到TestRunner中的測試對象必須是通過new動態(tài)創(chuàng)建的，用戶不能刪除這個對象，因為TestRunner將自行管理測試對象的生命期。

三、CppUnit 的使用

　　以上工作完成以后,就可以正式使用CppUnit了，由于單元測試是TDD（測試驅(qū)動開發(fā)）的利器，一般人會先寫測試代碼，然后再寫產(chǎn)品代碼，不過筆者認(rèn)為先寫產(chǎn)品代碼框架后再寫測試代碼，然后通過慢慢補(bǔ)充產(chǎn)品代碼以使得能通過測試的方法會好些。不管先寫誰只要寫得舒服安全就可以。本文決定先寫測試代碼。
　　前面我們提到過，CppUnit最小的測試單位是TestCase，多個相關(guān)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(jìn)行（當(dāng)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頭文件中的演示代碼）。這幾個宏是：

CPPUNIT_TEST_SUITE() 開始創(chuàng)建一個TestSuite； CPPUNIT_TEST() 添加TestCase； CPPUNIT_TEST_SUITE_END() 結(jié)束創(chuàng)建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。

假定我們要實現(xiàn)一個類，類名暫且取做CPlus，它的功能主要是實現(xiàn)兩個數(shù)相加（多簡單的一個類啊，這也要測試嗎？不要緊，我們只是了解怎樣加入測試代碼來測試它就行了，所以越簡單越好）。 假定這個類要實現(xiàn)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，后寫產(chǎn)品代碼(CPlus)的哦！先寫的測試代碼往往是不能運(yùn)行或編譯的，我們的目標(biāo)是在寫好測試代碼后寫產(chǎn)品代碼，使之編譯通過，然后再進(jìn)行重構(gòu)。這就是Kent Beck說的“red/green/refactor”。所以，上面的類名和方法應(yīng)該還只是在你的心里，還只是你的idea而已。
　　根據(jù)測試驅(qū)動的原理，我們需要先建立一個單元測試框架。我們在VC中為測試代碼建立一個project。通常，測試代碼和被測試對象（產(chǎn)品代碼）是處于不同的project中的。這樣就不會讓你的產(chǎn)品代碼被測試代碼所“污染 ”。
由于在CppUnit下, 可以選擇控制臺方式和UI方式兩種表現(xiàn)方案，我們選擇UI方式。在本例中，我們將建立一個基于GUI 方式的測試環(huán)境。因此我們建立一個基于對話框的Project。假設(shè)名為UnitTest。
建立了UnitTest project之后，我們首先配置這個工程。
首先在project中打開RTTI開關(guān)，具體位置在菜單Project/Settings/C++/C++ Language。如下圖所示設(shè)置：

　　由于CppUnit所用的動態(tài)運(yùn)行期庫均為多線程動態(tài)庫，因此你的單元測試程序也得使用相應(yīng)設(shè)置，否則會發(fā)生沖突。于是我們在Project/Settings/C++/Code Generation中進(jìn)行如下設(shè)置：
　　在Use run-time library一欄中，針對debug和release分別設(shè)置為‘Debug Multithreaded DLL’和‘Multithreaded DLL’。如下圖所示：

　　最后別忘了在project中l(wèi)ink正確的lib。包括本例采用的cppunit.lib和cppunitd.lib靜態(tài)庫以及用于GUI方式的TestRunner.dll對應(yīng)的lib。具體位置在Project/Settings/Link/General
　　在‘Object/library modules’中，針對debug和release分別加入cppunitd.lib testrunnerd.lib和cppunit.lib TestRunner.lib。如下圖所示：

　　最后，由于TestRunner.dll為我們提供了基于GUI的測試環(huán)境。為了讓我們的測試程序能正確的調(diào)用它，TestRunner.dll必須位于你的測試程序的路徑下。所以把/lib目錄下的testrunnerd.dll和TestRunner.dll文件分別拷貝到UnitTest priject的程序debug和release版本輸出目錄中。如下圖所示：

(這是release版本)只要放在一起就可以了。
配置工作終于完成，下面開始寫測試框架。

在CppUnit中, 是以TestCase為最小的測試單位, 若干TestCase組成一個TestSuite。所以我們要先建立一個TestCase。
在UnitTest project中新建一個類, 命名為CPlusTestCase, 讓其從CppUnit::TestCase派生。為其新增一個方法,假設(shè)為 void testAdd(); 我們將在這個函數(shù)中寫入我們的一些測試代碼（還記得我們要測試的構(gòu)想中的CPlus::Add(…)嗎）。代碼如下：切記要包含頭文件

#include <cppunit/TestCase.h> class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase { public:CPlusTestCase ();virtual ~ CPlusTestCase ();void testAdd(); };

接下來, 我們要對我們的CPlusTestCase進(jìn)行聲明。聲明用到了三個宏.

CPPUNIT_TEST_SUITE();CPPUNIT_TEST();CPPUNIT_TEST_SUITE_END();

第一個宏聲明一個測試包（suite）,第二個宏聲明（添加）一個測試用例. 現(xiàn)在我們的CPlusTestCase類看上去象這樣：切記要包含頭文件，否則無法識別這些宏。

#include <cppunit/TestCase.h> #include <CppUnit/extensions/HelperMacros.h>class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase {CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase);CPPUNIT_TEST(testAdd);CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); public:CPlusTestCase ();virtual ~ CPlusTestCase ();void testAdd(); };

通過這幾個宏，我們就把CPlusTestCase和testAdd注冊到了測試列表當(dāng)中。

　　接下來,我們要注冊我們的測試suite. 使用CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION()來注冊一個測試suite. 這個宏的第二個參數(shù)是我們注冊的suite的名字. 在這里我們可以用字符串來代替, 但我們用一個靜態(tài)函數(shù)來返回這個suite的名字.

// PlusTestCase.h class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase {CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase);CPPUNIT_TEST(testAdd);CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); public:CPlusTestCase ();virtual ~ CPlusTestCase ();void testAdd();static std::string GetSuiteName(); };// PlusTestCase.cppstd::string CPlusTestCase::GetSuiteName(){return " CPlus ";}

記得要在PlusTestCase.h中包含 #include <string>?
然后在 PlusTestCase.cpp注冊我們的suite.

CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION(CPlusTestCase, CPlusTestCase::GetSuiteName());

它將CPlusTestCase這個TestSuite注冊到一個指定的TestFactory工廠中。
接下來我們寫一個注冊函數(shù)static CppUnit::Test* GetSuite(), 使其在運(yùn)行期生成一個Test.

// PlusTestCase.h class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase {CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase);CPPUNIT_TEST(testAdd);CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); public:CPlusTestCase ();virtual ~ CPlusTestCase ();void testAdd();static std::string GetSuiteName();static CppUnit::Test* GetSuite(); };// PlusTestCase.cppCppUnit::Test* CPlusTestCase::GetSuite(){CppUnit::TestFactoryRegistry& reg = CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry (CPlusTestCase::GetSuiteName());return reg.makeTest();}

記住在PlusTestCase.h中包含頭文件:

#include <cppunit/extensions/TestFactoryRegistry.h>

最后, 我們?yōu)閱卧獪y試建立一個UI測試界面.

　　由于我們希望這個Project運(yùn)行后顯示的是GUI界面，所以我們需要在App的 InitInstance ()中屏蔽掉原有的對話框，代之以CppUnit的GUI。
我們在CUnitTestApp::InitInstance()函數(shù)中,將原先顯示主對話框的代碼以下面的代碼取代:

CppUnit::MfcUi::TestRunner runner;runner.addTest(CPlusTestCase::GetSuite());//添加測試runner.run();//show UI /* CUnitTestDlg 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){// TODO: Place code here to handle when the dialog is// dismissed with Cancel} */

切記必須先在UnitTest.cpp中包含頭文件:

#include <cppunit/ui/mfc/TestRunner.h> #include " PlusTestCase.h "

到此為止, 我們已經(jīng)建立好一個簡單的單元測試框架。測試框架雖然寫好了，但是測試代碼仍然為空，產(chǎn)品代碼也還沒有寫。下面我們來寫測試代碼：?
如前所述，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：int Add(int nNum1, int nNum2);（產(chǎn)品代碼）我們來看看testAdd()的實現(xiàn)：記得在PlusTestCase.h中包含頭文件

#include <cppunit/TestAssert.h> // PlusTestCase.cpp void CPlusTestCase::testAdd() {CPlus plus;int nResult = plus.Add(10, 20); //執(zhí)行Add操作CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(30, nResult); //檢查結(jié)果是否等于30 }

CPPUNIT_ASSERT_EQUAL是一個判斷結(jié)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(shù)。這兩個函數(shù)實際上是一個模板方法，在測試運(yùn)行之前會調(diào)用setUp()以進(jìn)行一些初始化的工作，測試結(jié)束之后又會調(diào)用tearDown()來做一些“善后工作” ，比如資源的回收等等。當(dāng)然，你也可以不覆寫這兩個函數(shù)，因為它們在基類里定義成了空方法，而不是純虛函數(shù)。?
　　編寫完上面的測試代碼后，進(jìn)行編譯。編譯肯定通不過，編譯器會告訴我們CPlus類沒有聲明，因為我們還沒有實現(xiàn)CPlus類呢！現(xiàn)在的工作就是馬上實現(xiàn)CPlus類，讓編譯通過?，F(xiàn)在你應(yīng)該嗅到一點“測試驅(qū)動”（Test Driven Develop）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：

// Plus.h class AFX_EXT_CLASS CPlus { public:CPlus();virtual ~CPlus(); public:int Add(int nNum1, int nNum2); };

Add在Plus.cpp中實現(xiàn)如下

int CPlus::Add(int nNum1, int nNum2) {return nNum1 + nNum2;//這里可以寫一些錯誤的語句，用來看看錯誤的結(jié)果 }

非常簡單，不是嗎？現(xiàn)在讓前面那個包含測試代碼的Project dependent這個Project，并且include 相關(guān)頭文件 ,Rebuild All，你會發(fā)現(xiàn)編譯已通過。你體會到了測試代碼驅(qū)動產(chǎn)品代碼了嗎？當(dāng)然我們的這個例子還很簡單 ，沒有重構(gòu)這一步驟。

運(yùn)行我們的測試程序，單擊Browse，你就會看到如下圖所示的界面:

選擇CPlusTestCase::testAdd后，單擊Run，你就會看到如下圖所示的界面：

　　這下你應(yīng)該對前面我們說的TestSuite的名字理解更深了吧。CPlus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。

如果我修改CPlus::Add的代碼如下：

int CPlus::Add(int nNum1, int nNum2) { // return nNum1 + nNum2;return 2; }

重新編譯通過，運(yùn)行程序就會發(fā)現(xiàn)：

GUI顯示有一個單元測試不通過，并顯示出錯的地方和原因，這樣就很好的控制Bug了。

四、下面是完整的程序清單

// PlusTestCase.h #if _MSC_VER > 1000 #pragma once #endif // _MSC_VER > 1000 #include <string> #include <cppunit/TestCase.h> #include <CppUnit/extensions/HelperMacros.h> #include <cppunit/extensions/TestFactoryRegistry.h> #include <cppunit/TestAssert.h> class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase {//通過這幾個宏，我們就把CPlusTestCase和testAdd注冊到了測試列表當(dāng)中.CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase); //聲明一個測試包CPPUNIT_TEST(testAdd); //聲明一個測試用例CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); public:CPlusTestCase();virtual ~CPlusTestCase();void testAdd(); //測試方法static std::string GetSuiteName();//寫一個注冊函數(shù), 使其在運(yùn)行期生成一個Teststatic CppUnit::Test* GetSuite(); }; // PlusTestCase.cpp #include "stdafx.h" #include "UnitTest.h" #include "PlusTestCase.h" #include "plus.h" #ifdef _DEBUG #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[]=__FILE__; #define new DEBUG_NEW #endif //注冊一個測試suite到一個指定的TestFactory工廠中 CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION(CPlusTestCase, CPlusTestCase::GetSuiteName()); // // Construction/Destruction // CPlusTestCase::CPlusTestCase() { } CPlusTestCase::~CPlusTestCase() { } void CPlusTestCase::testAdd() {CPlus plus;int nResult = plus.Add(10, 20); //執(zhí)行Add操作CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(30, nResult); //檢查結(jié)果是否等于30 } std::string CPlusTestCase::GetSuiteName() {return "CPlus"; } /** 注意：CPlusTestCase::GetSuite()返回一個指向CppUnit::Test的指針.* 這個指針就是整個測試的起點。* CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry()根據(jù)TestSuite的名字返回TestFactoryRegistry工* 然后調(diào)用工廠里的makeTest()對TestSuite進(jìn)行組裝，將建立起一個樹狀的測試結(jié)構(gòu)。*/ CppUnit::Test* CPlusTestCase::GetSuite() {CppUnit::TestFactoryRegistry& reg = CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry(CPlusTestCase::GetSuiteName());return reg.makeTest(); } // UnitTest.cpp #include "stdafx.h" #include "UnitTest.h" #include <cppunit/ui/mfc/TestRunner.h> #include "PlusTestCase.h" … / // CUnitTestApp initialization BOOL CUnitTestApp::InitInstance() {…CppUnit::MfcUi::TestRunner runner;runner.addTest(CPlusTestCase::GetSuite()); //添加測試 runner.addTest(CMinusTestCase::GetSuite());runner.run(); //show UI /* CUnitTestDlg 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){// TODO: Place code here to handle when the dialog is// dismissed with Cancel} */return FALSE; }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何使用CppUnit进行单元测试的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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