c++如何进行单元测试_c++ Google Test (gtest)框架使用指南【TDD】

Google Test是C++主流单元测试框架，需正确链接libgtest和libgtest_main，用TEST宏定义用例，EXPECT_与ASSERT_断言区别在于是否终止执行，支持测试夹具、参数化测试及TDD流程。

在C++中进行单元测试，Google Test（gtest）是最主流、最成熟的选择。它轻量、跨平台、支持断言、参数化测试、死亡测试等特性，非常适合TDD（测试驱动开发）实践。

一、快速安装与项目集成

Windows下推荐用vcpkg：
vcpkg install googletest:x64-windows
Linux/macOS可源码编译或用包管理器（如apt install libgtest-dev + 编译gtest主库）。

关键点：
• 不要只链接libgtest.a，必须同时链接libgtest_main.a（含main函数）或自己写main并调用::testing::InitGoogleTest
• CMake中推荐用find_package(GTest REQUIRED) + target_link_libraries(your_test PRIVATE GTest::gtest GTest::gtest_main)

二、写第一个测试用例

每个测试用例属于一个测试套件（Test Suite），用TEST(套件名, 用例名)宏定义：

#include 
#include "my_math.h"  // 被测代码
TEST(AddTest, PositiveNumbers) {
EXPECT_EQ(add(2, 3), 5);
EXPECT_NE(add(0, 0), 1);
}
TEST(AddTest, NegativeNumbers) {
ASSERT_GT(add(-1, -2), -10);  // ASSERT失败会终止当前测试函数
EXPECT_EQ(add(-1, -2), -3);
}

说明：
• EXPECT_*：失败仅记录错误，继续执行后续断言
• ASSERT_*：失败立即返回，适合前置条件检查
• 常用断言：EQ/NE/LT/LE/GT/GE（值比较）、TRUE/FALSE、DEATH（检查崩溃）、NO_DEATH

三、组织更复杂的测试场景

• 测试夹具（Test Fixture）：当多个测试需要共享初始化/清理逻辑时，继承::testing::Test：

class StackTest : public ::testing::Test {
protected:
    void SetUp() override { stack = std::stack(); }
    void TearDown() override { /* 可选清理 */ }
    std::stack stack;
};
TEST_F(StackTest, PushAndTop) {
stack.push(42);
EXPECT_EQ(stack.top(), 42);
}

• 参数化测试：对同一逻辑跑多组输入：

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class AddParamTest : public ::testing::TestWithParam> {};
TEST_P(AddParamTest, HandlesVariousInputs) {
auto [a, b, expected] = GetParam();
EXPECT_EQ(add(a, b), expected);
}
INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(ValidCases, AddParamTest,
testing::Values(std::make_tuple(1, 2, 3),
std::make_tuple(-1, 1, 0),
std::make_tuple(0, 0, 0)));

四、TDD工作流建议

• 先写一个失败的测试（红）→ 实现最小可行代码让它通过（绿）→ 重构（重构）
• 测试命名体现意图，如ParseEmptyString_ReturnsNull，而非test1
• 每个测试只验证一个关注点，避免“测试过载”
• 利用--gtest_filter=AddTest.*运行子集，--gtest_break_on_failure调试时中断

基本上就这些。gtest不复杂但容易忽略初始化和链接细节，跑通第一个测试后，后续就顺了。