单元测试C++单元测试框架Google Test入门:四参数化

一、前言

在设计测试案例时，经常需要考虑给被测函数传入不同的值的情况。我们之前的做法通常是写一个通用方法，然后编写在测试案例调用它。即使使用了通用方法，这样的工作也是有很多重复性的，程序员都懒，都希望能够少写代码，多复用代码。Google的程序员也一样，他们考虑到了这个问题，并且提供了一个灵活的参数化测试的方案。

二、旧的方案

为了对比，我还是把旧的方案提一下。首先我先把被测函数IsPrime帖过来(在gtest的example1.cc中)，这个函数是用来判断传入的数值是否为质数的。

// Returns true iff n is a prime number.
bool IsPrime(int n)
{
    // Trivial case 1: small numbers
    if (n <= 1) return false;

    // Trivial case 2: even numbers
    if (n % 2 == 0) return n == 2;

    // Now, we have that n is odd and n >= 3.

    // Try to divide n by every odd number i, starting from 3
    for (int i = 3; ; i  = 2) {
        // We only have to try i up to the squre root of n
        if (i > n/i) break;

        // Now, we have i <= n/i < n.
        // If n is divisible by i, n is not prime.
        if (n % i == 0) return false;
    }
    // n has no integer factor in the range (1, n), and thus is prime.
    return true;
}

假如我要编写判断结果为True的测试案例，我需要传入一系列数值让函数IsPrime去判断是否为True（当然，即使传入再多值也无法确保函数正确，呵呵），因此我需要这样编写如下的测试案例：

TEST(IsPrimeTest, HandleTrueReturn)
{
    EXPECT_TRUE(IsPrime(3));
    EXPECT_TRUE(IsPrime(5));
    EXPECT_TRUE(IsPrime(11));
    EXPECT_TRUE(IsPrime(23));
    EXPECT_TRUE(IsPrime(17));
}

我们注意到，在这个测试案例中，我至少复制粘贴了4次，假如参数有50个，100个，怎么办？同时，上面的写法产生的是1个测试案例，里面有5个检查点，假如我要把5个检查变成5个单独的案例，将会更加累人。

接下来，就来看看gtest是如何为我们解决这些问题的。

三、使用参数化后的方案

1️⃣ 告诉gtest你的参数类型是什么

你必须添加一个类，继承testing::TestWithParam，其中T就是你需要参数化的参数类型，比如上面的例子，我需要参数化一个int型的参数

class IsPrimeParamTest : public::testing::TestWithParam<int>
{

};

2️⃣ 告诉gtest你拿到参数的值后，具体做些什么样的测试

这里，我们要使用一个新的宏（嗯，挺兴奋的）：TEST_P，关于这个"P"的含义，Google给出的答案非常幽默，就是说你可以理解为”parameterized" 或者 “pattern”。我更倾向于 ”parameterized"的解释，呵呵。在TEST_P宏里，使用GetParam()获取当前的参数的具体值。

TEST_P(IsPrimeParamTest, HandleTrueReturn)
{
    int n =  GetParam();
    EXPECT_TRUE(IsPrime(n));
}

嗯，非常的简洁！

3️⃣ 告诉gtest你想要测试的参数范围是什么

使用INSTANTIATE_TEST_CASE_P这宏来告诉gtest你要测试的参数范围：

INSTANTIATE_TEST_CASE_P(TrueReturn, IsPrimeParamTest, testing::Values(3, 5, 11, 23, 17));

第一个参数是测试案例的前缀，可以任意取。

第二个参数是测试案例的名称，需要和之前定义的参数化的类的名称相同，如：IsPrimeParamTest

第三个参数是可以理解为参数生成器，上面的例子使用test::Values表示使用括号内的参数。Google提供了一系列的参数生成的函数：

说明：这个功能只在提供了<tr1/tuple>头的系统中有效。gtest会自动去判断是否支持tr/tuple，如果你的系统确实支持，而gtest判断错误的话，你可以重新定义宏GTEST_HAS_TR1_TUPLE=1。

四、参数化后的测试案例名

因为使用了参数化的方式执行案例，我非常想知道运行案例时，每个案例名称是如何命名的。我执行了上面的代码，输出如下：

从上面的框框中的案例名称大概能够看出案例的命名规则，对于需要了解每个案例的名称的我来说，这非常重要。 命名规则大概为：

prefix/test_case_name.test.name/index

五、类型参数化

gtest还提供了应付各种不同类型的数据时的方案，以及参数化类型的方案。我个人感觉这个方案有些复杂。首先要了解一下类型化测试，就用gtest里的例子了。

首先定义一个模版类，继承testing::Test：

template <typename T>
class FooTest : public testing::Test {
 public:
  
  typedef std::list<T> List;
  static T shared_;
  T value_;
};

接着我们定义需要测试到的具体数据类型，比如下面定义了需要测试char,int和unsigned int ：

typedef testing::Types<char, int, unsigned int> MyTypes;
TYPED_TEST_CASE(FooTest, MyTypes);

又是一个新的宏，来完成我们的测试案例，在声明模版的数据类型时，使用TypeParam

TYPED_TEST(FooTest, DoesBlah) {
  // Inside a test, refer to the special name TypeParam to get the type
  // parameter.  Since we are inside a derived class template, C   requires
  // us to visit the members of FooTest via 'this'.
  TypeParam n = this->value_;

  // To visit static members of the fixture, add the 'TestFixture::'
  // prefix.
  n  = TestFixture::shared_;

  // To refer to typedefs in the fixture, add the 'typename TestFixture::'
  // prefix.  The 'typename' is required to satisfy the compiler.
  typename TestFixture::List values;
  values.push_back(n);
  
}

上面的例子看上去也像是类型的参数化，但是还不够灵活，因为需要事先知道类型的列表。gtest还提供一种更加灵活的类型参数化的方式，允许你在完成测试的逻辑代码之后再去考虑需要参数化的类型列表，并且还可以重复的使用这个类型列表。下面也是官方的例子：

template <typename T>
class FooTest : public testing::Test {
  
};

TYPED_TEST_CASE_P(FooTest);

接着又是一个新的宏TYPED_TEST_P类完成我们的测试案例：

TYPED_TEST_P(FooTest, DoesBlah) {
  // Inside a test, refer to TypeParam to get the type parameter.
  TypeParam n = 0;
  
}

TYPED_TEST_P(FooTest, HasPropertyA) {  }

接着，我们需要我们上面的案例，使用REGISTER_TYPED_TEST_CASE_P宏，第一个参数是testcase的名称，后面的参数是test的名称

REGISTER_TYPED_TEST_CASE_P(FooTest, DoesBlah, HasPropertyA);

接着指定需要的类型列表：

typedef testing::Types<char, int, unsigned int> MyTypes;
INSTANTIATE_TYPED_TEST_CASE_P(My, FooTest, MyTypes);

这种方案相比之前的方案提供更加好的灵活度，当然，框架越灵活，复杂度也会随之增加。

六、总结

gtest为我们提供的参数化测试的功能给我们的测试带来了极大的方便，使得我们可以写更少更优美的代码，完成多种参数类型的测试案例。

【系列链接】
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之一 : 初识Gtest
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之二 : 断言
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之三 : 事件机制
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之四 : 参数化
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之五 : 死亡测试
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之六 : 运行参数
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之七 : 深入解析GTEST
【单元测试】C 单元测试框架Google Test入门之八 : 打造自己的单元测试框架

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