GTest和Catch2是C++主流测试框架，前者适合大型项目，支持丰富断言与CI集成，后者轻量简洁，单头文件易用，推荐根据项目需求选择。
在C++开发中，单元测试是保障代码质量的重要手段。GTest（Google Test）和Catch2是目前最流行的两个C++单元测试框架，它们都支持跨平台、语法简洁，并能快速集成到项目中。下面介绍如何使用这两个框架进行单元测试。
Google Test (GTest) 使用方法
GTest 是 Google 开发的 C++ 测试框架，功能强大，适合大型项目。
1. 安装与配置 GTest
你可以通过包管理器或源码编译安装 GTest：
-
Linux/macOS（使用 vcpkg）：
vcpkg install gtest立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
-
Linux（使用 apt）：
sudo apt-get install libgtest-dev cmake，然后需手动编译 gtest 源码 -
直接构建（推荐用于学习）： 下载源码并编译：
git clone https://github.com/google/googletest.git
cd googletest && mkdir build && cd build
cmake .. && make -j
sudo make install
2. 编写第一个 GTest 测试
假设你有一个简单函数需要测试：
// math_utils.h
int add(int a, int b);
// math_utils.cpp
include "math_utils.h"
int add(int a, int b) { return a + b; }
创建测试文件 test_math.cpp：
#include TEST(MathTest, AddFunction) { int main(int argc, char **argv) {
#include "math_utils.h"
EXPECT_EQ(add(2, 3), 5);
EXPECT_EQ(add(-1, 1), 0);
}
::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
return RUN_ALL_TESTS();
}
3. 编译并运行测试
使用 CMake 构建项目示例：
# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(MyTestProject)
enable_testing()
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(test_math test_math.cpp math_utils.cpp)
target_link_libraries(test_math gtest_main gtest pthread)
编译：
mkdir build && cd build
cmake .. && make
./test_math
输出会显示测试通过或失败信息。
4. 常用断言
- EXPECT_EQ(a, b), ASSERT_EQ(a, b)：判断相等（ASSERT 失败会终止当前测试）
- EXPECT_TRUE(cond), EXPECT_FALSE(cond)
- EXPECT_NEAR(a, b, epsilon)：浮点数近似比较
- EXPECT_DEATH(statement, regex)：验证程序崩溃
Catch2 使用方法
Catch2 是一个单头文件、轻量级的现代 C++ 测试框架，使用更简洁。
1. 集成 Catch2
最简单方式是下载 catch2 的单头文件版本：
wget https://github.com/catchorg/Catch2/releases/download/v3.4.0/catch_amalgamated.hpp
将其放入项目 include 目录，如: catch2.hpp
2. 编写 Catch2 测试
同样测试 add 函数：
#define CATCH_CONFIG_MAIN
#include "catch2.hpp"
#include "math_utils.h"
TEST_CASE("Addition works", "[math]") {
REQUIRE(add(2, 3) == 5);
REQUIRE(add(-1, 1) == 0);
}
注意： #define CATCH_CONFIG_MAIN 应只在一个测试文件中定义，否则会重复定义 main 函数。若多个测试文件，可改用 #define CATCH_CONFIG_RUNNER 并自定义 main。
3. 编译 Catch2 测试
CMake 示例：
add_executable(test_math_catch test_math_catch.cpp math_utils.cpp)
target_include_directories(test_math_catch PRIVATE ./catch2) # 包含 catch2.hpp 所在目录
编译后运行：
./test_math_catch
支持标签过滤、生成报告等功能：
./test_math_catch [math] --reporter xml
4. Catch2 常用宏
- TEST_CASE("描述", "[标签]")：定义测试用例
- SECTION("子场景")：划分测试分支
- REQUIRE()：必须满足，失败则中断
- REQUIRE_FALSE(), CHECK(), CHECK_FALSE()
- CAPTURE(var)：输出变量值便于调试
选择建议与最佳实践
两个框架各有优势：
- GTest 更适合大型团队项目，支持死亡测试、类型化测试，与 CI/CD 工具集成良好
- Catch2 更适合现代 C++ 项目，语法自然，零依赖，单头文件易集成
通用建议：
- 测试应覆盖边界条件、异常路径
- 保持测试独立、可重复
- 使用测试驱动开发（TDD）提升设计质量
- 在 CI 流程中自动运行测试
基本上就这些。根据项目规模和个人偏好选择合适的框架即可。
