CppUnit 自动化单元测试框架

作者：川石学院　日期：2021-09-07 17:18:59　点击数：

　　在前面章节中详细介绍了单元测试的方法以及单元测试的环境，但是手工单元测试时，测试用例、结果判断都需要人工干预，并且在软件测试过程中非法分支会对源代码造成破坏，导致测试用例不可重用，这样效率会很低。所以我们需要使用自动化测试的方法来进行单元测试，即BVT(BuildVerification Test，创建确认测试)。

　　目前市场关于单元自动化测试的工具也较多，本书主要介绍CppUnit的使用。CppUnit是一个用C++语言实现的单元测试框架，属于XUnit 系列中的一员。CppUnit 采用了BTV 的理念，用于面向对象C++程序的单元测试的框架。它提供了一系列的头文件和静态库，采用CppUnit 所提供的单元测试框架，可以很方便地开发测试用例，并实现单元测试的“自测试”。一方面使用CppUnit 开发出来的测试用例是固化的，对同一个功能多次执行的测试用例是完全相同的，并实现了测试的自动化，在测试用例的执行过程中不需要测试人员干预;另一方面CppUnit采用断言来判断测试用例的执行结果，并可将执行结果写入一个文本文件中。

　　CppUnit 作为一个成熟的单元测试框架，具有以下特点：

　　(1)测试代码就是普通的C++代码，不需要学习新的测试脚本。
　　(2)在测试期间测试代码和源代码一起运行，一旦发现错误，可以及时增加测试用例不停地进行测试，有利于发现更多的问题，更好地保证代码的质量。
　　(3)由于框架成熟，测试过程中就可以将更多的精力放在“桩函数的统一”“可回归的单元测试”的目标上。
　　(4)由于C++类有私有、保护成员，一般的外部单元测试工具对于C++的支持都不是很好，但CppUnit 就是针对C++的，且采用了很直接的做法，只要在被测类的头文件中声明测试类是其友元，就可以在测试中得心应手。
　　(5)CppUnit 是开源代码，测试过程中可以增加它的功能。

　　CppUnit 单元测试框架中的主要概念如下：

　　被测试类(CUT)：被测试的类，该类的一个实例对象或者类本身作为测试的对象。
　　被测试方法：被测试的类中的成员方法。
　　测试用例(test case)：用来测试一个功能是否正确的一系列测试执行，是测试执行和统计的最基本单位。
　　测试工厂：一般给一个被测试类定义一个测试工厂，对该被测试类的被测试方法的测试用例和数据进行组装。
　　测试装置(test fixture)：容纳多个测试方法以及相关测试数据的类，它可以为多个测试方法准备相关数据、测试上下文，进行公共的初始化和后处理。
　　测试套(test suite)：相关测试用例的集合，测试套之间可以互相嵌套，即一个测试套可以包含一些测试用例，也可以包含其他测试套。一般来说，测试套和被测试的方法对应，并且需要把测试套定义为测试装置类。
　　测试方法(test method)：以一个函数形式表现出来的独立的测试执行。每个测试用例对应一个测试方法，但又不完全等同于测试方法。比如进行继承类的测试，虽然父类和子类有完全相同的测试方法，但在父类和子类中对应于同样测试方法的测试用例是不相干的。

　　使用CppUnit 单元测试框架进行单元自动化测试的步骤如下：

　　第一步：编译CppUnit 静态库文件*.lib 和动态库文件*.dll。

　　CppUnit 提供了两套框架库：一个为静态的lib;一个为动态的dll。Cppunit 工程为静态lib，cppunit_dll 工程为动态dll 和lib。

　　进入CppUnit 程序包，打开src 文件，打开CppUnitLibraries.dsw 程序，在Microsoft Visual Studio6.0 编辑器中单击“工程”下拉菜单，先选择“设置活动工程”菜单项，将当前活动工程分别设置为cppunit 和cppunit_dll 并进行编译，生成的静态文件*.lib 和动态库文件*.dll 都会输出到lib 文件夹中。还有一个工程TestRunner 需要注意，编译该工程也会输出一个dll 文件，该dll 文件提供了一个基于GUI 方式的测试环境。

　　第二步：建立基于对话框的工程。

　　打开Microsoft Visual Studio 6.0 编辑器，在“文件”下拉菜单中选择“新建”菜单项，创建一个基于dialog 的工程，如图10-13所示，在新建对话框中设置好工程名(假设设置的工程名为cppunit)和存放位置，单击“确定”按钮。

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图1)

　　图10-13 新建工程

　　弹出如图10-14 所示的对话框，选择“基本对话”单选项，并单击“完成”按钮。

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图2)

　　图10-14 设置应用程序类型

　　第三步：屏蔽工程对话框。

　　在工程cppunit.cpp 工程文件中，找到BOOL CCppunitApp::InitInstance()方法，将如下代码注释掉：

　　/*CCppunitDlg 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 */
　　}
　　*/

　　因为测试过程中需要调用CppUnit 自带的GUI 对话框(如图10-15 所示)，所以需要将创建时生成的基于对话框的应用程序类型注释掉。

CppUnit 自动化单元测试框架(图3)

　　图10-15 TestRunner 对话框

　　第四步：实现CppUnit 测试执行器，并将测试工厂添加到测试执行器中。

　　找到BOOL CCppunitApp::InitInstance()方法，添加如下代码：

　　//添加CppUnit 的MFC 类型的测试执行器
　　CppUnit::MfcUi::TestRunner runner;
　　//为被测试类(这里是CCounter)定义一个测试工厂(这里取名叫CounterTest)
　　CppUnit::TestFactoryRegistry ®istry= CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry("CounterTest");
　　//并将工厂添加到测试执行器中
　　runner.addTest( registry.makeTest() );
　　//运行执行器，显示执行器GUI 界面
　　runner.run();
　　由于在BOOL CCppunitApp::InitInstance()中引用了CppUnit 的类，所以在文件开始处要添加如下头文件：
　　#include
　　#include

　　第五步：添加被测对象。

　　选择菜单“工程”→“添加工程”→“文件”选项，将被测对象所在文件(*.h 和*.cpp)添加到工程中(假设添加的被测试对象为Iscodeline.cpp 文件)。

　　第六步：在工程中为被测对象Iscodeline 编写测试类文件CounterTest(可以自定义文件名)。

　　选择菜单“工程”→“添加工程”→“新建”选项，分别在源文件和头文件中新建CounterTest.cpp源文件和CounterTest.h 头文件，添加后如图10-16 所示。

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图4)

　　图10-16 添加测试类文件

　　在CounterTest.h 头文件中添加如下代码：

　　#include "cppunit/extensions/HelperMacros.h"
　　class IsCodeLineTest : public CppUnit::TestFixture {
　　//声明一个TestSuite
　　CPPUNIT_TEST_SUITE( IsCodeLineTest);
　　//添加测试用例到TestSuite，定义新的测试用例需要在此声明
　　CPPUNIT_TEST( Counter_UT_IsCodeLine_001);
　　// TestSuite 声明完成
　　CPPUNIT_TEST_SUITE_END();
　　public:
　　//定义测试用例
　　void Counter_UT_IsCodeLine_001();
　　};
　　在CounterTest.cpp 源文件中添加如下代码：
　　#include "stdafx.h"
　　#include "CounterTest.h"
　　#include "Counter.h"
　　// 把这个TestSuite 注册到名为“CounterTest”的工厂中
　　CPPUNIT_TEST_SUITE_NAMED_REGISTRATION( IsCodeLineTest,"CounterTest" );
　　#define RET_OK 0
　　#define RET_FAIL 1
　　void IsCodeLineTest::Counter_UT_IsCodeLine_001()
　　{
　　//定义输入参数
　　int bIsComment;
　　CString szFileLine;
　　//定义期望输出
　　int iOkReturn;
　　int iOkIsComment;
　　//定义测试实际输出
　　int iResult;
　　CCounter m_counter;
　　//用例输入
　　szFileLine = "int a";
　　bIsComment = false;
　　//期望输出
　　iOkReturn = RET_OK;
　　iOkIsComment = false;
　　//驱动被测函数
　　iResult = m_counter.IsCodeLine(szFileLine,bIsComment);
　　//结果比较
　　CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(iOkReturn,iResult);
　　CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(iOkIsComment,bIsComment);
　　}

　　第七步：添加CppUnit 库文件。

　　选择菜单“工程”→“添加工程”→“文件”选项。把CppUnit 相关的lib 文件和dll 文件

　　(cppunitd.lib、cppunitd_dll.lib、testrunnerd.lib)加入到工程中。

　　第八步：设置头文件和lib 库文件路径，打开RTTI 开关，给dll 库设置环境变量。

　　单击“工具”下拉菜单，选择“选择”菜单项，在弹出的“选择”对话框中选择“目录”选项

　　卡，设置CppUnit 的include 文件路径和lib 文件路径，如图10-17 所示。

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图5)

　　图10-17 设置include 文件路径和lib 文件路径单击“工程”下拉菜单，选择“设置”菜单项，在弹出的“工程设置”对话框中选择C/C++选项卡，在“分类”下拉列表中选择C++ Language 选项，选中“允许时间类型信息(RTTI)”复选框，如图10-18 所示。

　　TestRunnerd.dll 提供了基于GUI 的测试环境，为了让我们的测试程序能正确调用它，需要把TestRunnerd.dll 拷贝到工程路径下，或者在操作系统的环境变量Path 中添如TestRunnerd.dll 的路径。

　　第九步：编译执行。

　　编译连接成功后，运行测试，出现如图10-19 所示窗口，表示测试用例Test1 运行成功。

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图6)

　　图10-18 开启RTTI 设置

　　 CppUnit 自动化单元测试框架(图7)

　　图10-19 执行结果

　　本章详细介绍了单元测试的方法，包括单元测试的定义、单元测试的重点、单元测试的环境和单元测试的策略，其中单元测试的重点和单元测试的环境是重点内容;然后介绍了单元测试中常用的方法，包括静态测试技术和动态测试技术两个方面，这些方法是进行设计单元测试用例的基础，也是本章的核心内容;最后介绍了如何使用CppUnit 进行单元自动化测试。

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