CppUnit测试框架入门

红薯 发布于 2009/07/29 21:31
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测试驱动开发(TDD)是以测试作为开发过程的中心,它坚持,在编写实际代码之前,先写好基于产品代码的测试代码。开发过程的目标就是首先使测 试能够通过,然后再优化设计结构。测试驱动开发式是极限编程的重要组成部分。XUnit,一个基于测试驱动开发的测试框架,它为我们在开发过程中使用测试 驱动开发提供了一个方便的工具,使我们得以快速的进行单元测试。XUnit的成员有很多,如JUnit,PythonUnit等。今天给大家介绍的 CppUnit即是XUnit家族中的一员,它是一个专门面向C++的测试框架。

本文不对CppUnit源码做详细的介绍,而只是对CppUnit的应用作一些介绍。在本文中,您将看到:

  •  
      1、CppUnit源代码的各个组成部分。
      2、怎样设置你的开发环境以能够使用CppUnit。
      3、怎样为你的产品代码添加测试代码(实际上应该反过来,为测试代码添加产品代码。在TDD中,先有测试代码后有产品代码),并通过CppUnit来进行测试。

本文叙述背景为:CppUnit1.9.0, Visual C++ 6.0, Windows2000。文中叙述有误之处,敬请批评指正。

一、CppUnit源码组成

CppUnit测试框架的源代码可以到 http://sourceforge.net/projects/cppunit/ 上下载。下载解压后,你将看到如下文件夹:


图一

主要的文件夹有:

  • doc: CppUnit的说明文档。另外,代码的根目录,还有三个说明文档,分别是INSTALL,INSTALL-unix,INSTALL-WIN32.txt。
  • examples: CpppUnit提供的例子,也是对CppUnit自身的测试,通过它可以学习如何使用CppUnit测试框架进行开发。
  • include: CppUnit头文件。
  • src: CppUnit源代码目录。

二、初识CppUnit测试环境

解压源代码包后,您一定急着想看看CppUnit到底是个什么样?Ok,下面我们就来揭开CppUnit的神秘面纱:

1、进入example文件夹,用VC打开examples.dsw。我们先来看看CppUnit自带的测试例子。这些例子都是针对CppUnit自身的 单元测试集,一方面这是CppUnit作者开发CppUnit框架过程中写的测试用例,另一方面,我们可以通过这些例子来学习如何在我们自己的工程中添加 测试用例。

2、将CppUnitTestApp工程设为Active Project(Win32 Debug),编译后运行,则可以看到CppUnit的基于GUI方式进行单元测试TestRunner的界面。点击“Run”,将会看到如图二所示界面:


图二

这是一个针对CppUnit的单元测试结果,它表明刚才我们做了11个测试,全部通过。
点击“Browse”,我们还可以选择想要进行的单元测试,如图三:


图三

CppUnit将所有的单元测试按照树的结构来表示。在CppUnit中,最小的测试单元,称为TestMethod测试方法,而多个相关的测试方法又可 以组成一个TestCase测试用例。多个测试用例又组成TestSuite测试包。测试包互相嵌套在一起,就形成了上面我们看到的树结构。我们可以选择 其中任意的树节点来进行单元测试。

3、将CppUnitTestMain工程设置为Active Project(Win32 Debug),编译并运行,我们来看看另一个单元测试的环境,如图四:


图四

这是一个基于文本方式的单元测试环境。CppUnit提供了几种测试环境,一种基于文本,一种基于GUI,即图三。

4、将HostApp工程设置为Active Project(Win32 Debug),编译运行。如图五:


图五

这亦是一个对CppUnit自身进行的测试,只不过它向我们演示的是各种失败的测试。在基于GUI的测试环境中,若测试不成功,进度条显示红色,反之则为 绿色。从测试结果我们可以看到失败的单元测试名称,引起测试不能通过的原因,以及测试失败的语句所在的文件及所在行数。

三、CppUnit开发环境设置

认识了CppUnit的测试环境,想必你已经是在磨拳擦掌,准备在你的开发过程中感受一下测试驱动开发的感觉了。不过,在使用CppUnit前,还需要设置一下你的开发环境。

1、CppUnit的lib和dll
CppUnit为我们提供了两套框架库,一个为静态的lib,一个为动态的dll。

cppunit project:静态lib
cppunit_dll project:动态dll和lib

在开发中我们可以根据实际情况作出选择。进入src文件夹,打开CppUnitLibraries.dsw。分别编译这两个project,输出位置均为lib文件夹。
另外一个需要关注的project是TestRunner,它输出一个dll,提供了一个基于GUI 方式的测试环境,即前面我们提到的两种测试环境之一。我们也需要编译这个project,输出位置亦为lib文件夹。
为了方便开发,我们把这些编译出来的lib和dll(包括Debug版和Release版) copy 到我们自己建立的一个文件夹中(当然你也可以不这么做),例如F:\cppunit1.9.0\lib\,同时我们也把CppUnit源代码中 include文件夹copy到我们自己的include文件夹下。然后在VC的tools/options/directories/include files和library files中设置include路径和lib路径。最后别忘了在你的project中link正确的lib。

2、在你的VC project中打开RTTI开关。
具体位置Project Settings/C++/C++ Language。

3、为TestRunner.dll设置环境变量
TestRunner.dll为我们提供了基于GUI的测试环境。为了让我们的测试程序能正确的调用它,TestRunner.dll必须位于你的测 试程序的路径下。但最简单的方法是在操作系统的环境变量Path中添TestRunner.dll的路径,这样是最省事的。

四、你的第一个TDD example

一切准备就绪,现在我们可以来看看怎样添加测试代码了。前面我们提到过,CppUnit最小的测试单位是TestCase,多个相关TestCase 组成一个TestSuite。要添加测试代码最简单的方法就是利用CppUnit为我们提供的几个宏来进行(当然还有其他的手工加入方法,但均是殊途同 归,大家可以查阅CppUnit头文件中的演示代码)。这几个宏是:

        CPPUNIT_TEST_SUITE() 开始创建一个TestSuite 
CPPUNIT_TEST() 添加TestCase
CPPUNIT_TEST_SUITE_END() 结束创建TestSuite
CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION() 添加一个TestSuite到一个指定的TestFactoryRegistry工厂

感兴趣的朋友可以在HelperMacros.h看看这几个宏的声明,本文在此不做详述。

1、一个实现两个整数相加的类
假定我们要实现一个类,类名暂且取做CPlus,它的功能主要是实现两个数相加(多简单的一个类啊,这也要测试吗?不要紧,我们只是了解怎样加入测试代码来测试它就行了,所以越简单越好)。 假定这个类要实现的相加的方法是:

int Add(int nNum1, int nNum2); 

Ok,那我们先来写测试这个方法的代码吧。TDD 可是先写测试代码,后写产品代码(CPlus)的哦!先写的测试代码往往是不能运行或编译的,我们的目标是在写好测试代码后写产品代码,使之编译通过,然 后再进行重构。这就是Kent Beck说的“red/green/refactor”( 还记得基于GUI的测试环境的状态条吗?)。所以,上面的类名和方法应该还只是在你的心里,还只是你的idea而已。

2、在VC中为测试代码建立一个 Project
通常,测试代码和被测试对象是处于不同的Project中的。这样就不会让你的产品代码被测试代码所“污染 ”。
在本例中,我们将建立一个基于GUI 方式的测试环境。在VC中,我们建立一个基于对话框的Project。别忘了link正确的lib,本例中我们使用静态的CppUnit lib。由于我们希望这个Project运行后显示的是图2这样的界面,所以我们需要在App的 Instance()中屏蔽掉原有的对话框,代之以CppUnit的GUI。

CppUnit::MfcUi::TestRunner runner;
runner.addTest(PlusTest::suite()); //添加测试
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)
{
// TODO: Place code here to handle when the dialog is
// dismissed with Cancel
}
*/

前面我们提到过,TestRunner输出图2这样的对话框,这也是前面我们为什么要为TestRunner.dll的路径设置环境变量的原因。
注意:PlusTest::suite()返回一个指向CppUnit::Test的指针.这个指针就是整个测试的起点。 CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry()根据TestSuite的名字返回 TestFactoryRegistry工厂,然后调用工厂里的makeTest()对TestSuite进行组装,这是个递归调用,将建立起一个树状的 测试结构。

namespace PlusTest
{
CppUnit::Test* suite()
{
CppUnit::TestFactoryRegistry ®istry =
CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry(plusSuiteName());
return registry.makeTest();
}
}

另外别忘加头文件:

#include "CPlusTestSuite.h"
#include <cppunit/ui/mfc/TestRunner.h>
#include <cppunit/extensions/TestFactoryRegistry.h>

3、在Project中加入一个类,取名CPlusTestCase
CPlusTestCase从CppUnit::TestCase继承,代码如下:

class CPlusTestCase : public CppUnit::TestCase
{
CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase);
CPPUNIT_TEST(testAdd);
CPPUNIT_TEST_SUITE_END();
public:
CPlusTestCase();
virtual ~CPlusTestCase();
void testAdd(); //测试方法
};

看到这几个宏了吗?它们可是在这大显身手了一把。

CPPUNIT_TEST_SUITE(CPlusTestCase); 
CPPUNIT_TEST( testAdd );
CPPUNIT_TEST_SUITE_END();

通过这几个宏,我们就把CPlusTestCase和testAdd注册到了测试列表当中。
另外,我们需要在Cpp文件中加入另外一个宏:

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

它将CPlusTestCase这个TestSuite注册到一个指定的TestFactory工厂中,这个TestSuite用 PlusTest::plusSuiteName()函数返回的名字来标识(前面介绍的suite()函数中就是通过这个名字来获取这个工厂的)。 plusSuiteName()是PlusTest这个namespace下的一个函数,它返回我们为这个TestSuite建立的名字(本例我们取名为 “plus”)。其实我们也可以不用这么做,直接在宏里写入“plus“即可。但是这样可以防止硬编码带来的麻烦。

在测试类中,我们添加了一个测试方法:

void testAdd(); 

它测试的对象是前面提到的CPlus类的方法:

int Add(int nNum1, int nNum2); 


我们来看看它的实现:

void CPlusTestCase::testAdd()
{
CPlus plus;
int nResult = plus.Add(10, 20); //执行Add操作
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(30, nResult); //检查结果是否等于30
}

CPPUNIT_ASSERT_EQUAL是一个判断结果的宏。CppUnit中类似的其它宏请查阅TestAssert.h,本文在此不做详述 。
另外,我们还可以覆写基类的 setUp()、tearDown()两个函数。这两个函数实际上是一个模板方法,在测试运行之前会调用setUp()以进行一些初始化的工作,测试结束之后又会调用tearDown()来做一些“善后工作” ,比如资源的回收等等。当然,你也可以不覆写这两个函数,因为它们在基类里定义成了空方法,而不是纯虚函数。另外,Cpp中要加入头文件:

#include "plusSuite.h" 

4、根据测试代码编写产品代码
编写完上面的测试代码后,进行编译。编译肯定通不过,编译器会告诉我们CPlus类没有声明,因为我们还没有实现CPlus类呢!现在的工作就是马上实现CPlus类,让编译通过。现在你应该嗅到一点“测试驱动“的味道了吧?
在VC中建立一个MFC Extension Dll的Project,在这个Project 中加入类CPlus,它的声明如下:

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

仅有一个方法,就是我们的测试代码要测试的那个方法。来看看它的实现:

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

非常简单,不是吗?现在让前面那个包含测试代码的Project dependent这个Project,include 相关头文件 ,Rebuild All,你会发现编译已通过。你体会到了测试代码驱动产品代码了吗?当然我们的这个例子还很简单 ,没有重构这一步骤。
运行我们的测试程序,你就会看到如图六的界面:


图六

单击”Browse”, 如图七:


图七

这下你应该对前面我们说的TestSuite的名字理解更深了吧。plus是一个测试包TestSuite,它的下面包含一个测试用例,这个测试用例下面又包含一个测试方法。
至此,我们对CppUnit测试框架的应用作了一个详细的介绍,希望能对你在进行TDD过程中有所帮助。

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