gtest应用指南
前言
gtest是Google的开源C++单元测试框架，是遵循 New BSD License （可用作商业用途）的开源项目。
google内部的大多数C++代码都已经使用这个测试框架进行单测，
知名的使用gtest进行测试的项目有chromium , webrtc, quic等。
gtest 可以支持绝大多数大家所熟知的平台。
Gtest的使用较为方便，它可以自动记录下所有定义好的测试，
从而不需要用户通过列举来指明哪些测试需要运行。
要了解gtest测试框架，一个很方便的学习资源就是gtest的官方网站 :
http://code.google.com/p/googletest/
在这个网址，读者也可以下载到gtest的源代码，用于阅读学习乃至在上面的改进。
gtest框架简介
1.1 设置一个新的测试项目
在用google test写测试项目之前，需要先编译gtest到library库并将测试与其链接。
它为一些流行的构建系统提供了构建文件:
msvc/ for Visual Studio,
xcode/ for Mac Xcode,
make/ for GNU make,
codegear/ for Borland C++ Builder.
如果你的构建系统不在这个名单上，在googletest根目录有autotools的脚本（不推荐使用）和
CMakeLists.txt （推荐）。
可以看看:
make -f Makefile
来了解如何编译Google Test
（基本上你想在头文件中使用GTEST_ROOT和GTEST_ROOT / include来编译src / gtest-all.cc路径，
其中GTEST_ROOT是Google测试根目录）。
一旦能够编译google test库，就需要为测试程序创建一个项目或构建目标。
把google test库加到你的测试项目中（比如：在VS中在gtest.vcproj上添加依赖）。
并在测试程序中添加头文件：
#include " gtest/gtest.h "
1.2、基本概念
使用gtest测试时，
首先，要写断言；
断言是检查条件是否为真的语句。一个断言的结果有三种，分别是：
成功，
非致命性失败，
或致命的失败。
如果一个致命失败出现，它会终止当前的函数；
否则程序继续正常运行。
测试时，就是使用断言来验证代码的行为。
如果一个测试崩溃或者有一个失败的断言，那么失败；否则成功。
一个测试程序可以包含多个测试用例。
一个测试用例包含一个或多个测试。
可以将测试分组为反映测试代码结构的测试用例。
当测试用例中的多个测试需要共享公共的对象和子程序时，
可以把它们放进一个test fixture class（测试夹具类）。
1.3、断言
Google Test断言是类似于函数调用的宏。
通过它对程序行为进行断言来测试类或函数。
当断言失败时，Google Test会打印断言的源文件和行号位置以及失败消息。
还可以提供自定义失败消息，该消息将附加到Google测试的信息中。
断言可以是成对的:
ASSERT_*() : 在失败时会生成致命错误，并中止当前函数。
EXPECT_*() : 在失败时生成非致命性故障，不会中止当前函数。
通常优先使用EXPECT_*()，因为它们允许在测试中报告多个故障。
但是，如果失败时函数继续运行没有意义，则应使用ASSERT_ *()。
因为失败的ASSERT_ *立即从当前函数返回，可能跳过其后的清理代码，它可能导致资源泄漏。
根据泄漏的性质，它可能值得修复也可能不值得修复--所以把这个记在心里，
如果在对一个程序进行测试时，测试结果不符合预期，
而这个错误的结果是需要单独提醒，或显示打印出它是什么原因导致的，
那么可以在测试断言后添加自定义失败消息。
它只需使用<<运算符或一系列此类运算符将其流式传输到宏中即可。
示例1：
ASSERT_EQ(x.size(), y.size()) << "Vectors x and y are of unequal length";
for (int i = 0; i < x.size(); ++i) {
EXPECT_EQ(x[i], y[i]) << "Vectors x and y differ at index " << i;
}
示例2：
EXPECT_EQ(0, strcmp(s.c_string(), kHelloString2)) << "s.c_string:" << s.c_string() << " kHelloString:" << +kHelloString ;
它的执行结果如下：
任何可以流式传输到ostream的东西都可以流式传输到断言宏，特别是C字符串和字符串对象。
如果一个宽字符串（Windows上的wchar_t *，TCHAR *在UNICODE模式下，或者std :: wstring）
被流化到一个断言，那么打印时它将被转换为UTF-8。
1.4、基本断言
以下断言做基本的真/假条件测试。
| Fatal assertion |
Nonfatal assertion |
Verifies |
| ASSERT_TRUE(condition); |
EXPECT_TRUE(condition); |
condition is true |
| ASSERT_FALSE(condition); |
EXPECT_FALSE(condition); |
condition is false |
记住，当它们失败时，
ASSERT_*() 产生致命失败并从当前函数返回，
EXPECT_*() 产生非致命失败，允许函数继续运行。
在任一情况下，断言失败意味着其包含的测试失败。
1.5、二进制比较
以下是比较两个值的断言。
| Fatal assertion |
Nonfatal assertion |
Verifies |
| ASSERT_EQ(val1,val2); |
EXPECT_EQ(val1,val2); |
val1 == val2 |
| ASSERT_NE(val1,val2); |
EXPECT_NE(val1,val2); |
val1 != val2 |
| ASSERT_LT(val1,val2); |
EXPECT_LT(val1,val2); |
val1 < val2 |
| ASSERT_LE(val1,val2); |
EXPECT_LE(val1,val2); |
val1 <= val2 |
| ASSERT_GT(val1,val2); |
EXPECT_GT(val1,val2); |
val1 > val2 |
| ASSERT_GE(val1,val2); |
EXPECT_GE(val1,val2); |
val1 >= val2 |
在发生故障时，Google测试会同时打印val1和val2。
值参数通过断言的比较运算符必须可以比较，否则会出现编译错误。
这些断言可以使用用户定义的类型，如各种用户自定义类，
但这里需要你在类定义的成员函数中，实现相应的比较运算符（例如==，<，etc）定义。
如果在类定义中实现了相应的操作符，则优先使用ASSERT_*() 宏，
因为它不仅会打印比较结果，而且还会打印出两个操作数,以便于检查问题；
断言中的每个参数都只会计算一次。
同时，与普通的C / C ++函数一样，参数的求值顺序是没有明确规定的（即编译器可以自由选择任何顺序），
这时你的被测试代码不应该依赖于任何特定的参数求值顺序。
NOTE：
ASSERT_EQ() 是测试指针的地址是否相等。
如果在两个C字符串上使用，它会测试它们是否在同一个内存位置，而不是它们具有相同的值。
因此，
如果你想比较C字符串（例如const char *）的值，使用ASSERT_STREQ（）。
特别地，要断言C字符串为NULL，请使用ASSERT_STREQ（NULL，c_string）。
但是，要比较两个字符串对象的值是否相等，应该使用ASSERT_EQ。
1.6、字符串比较
本节中的断言比较两个C字符串的值。
如果要比较两个字符串对象，请改用EXPECT_EQ，EXPECT_NE和etc。
| Fatal assertion |
Nonfatal assertion |
Verifies |
| ASSERT_STREQ(str1,str2); |
EXPECT_STREQ(str1,_str_2); |
the two C strings have the same content |
| ASSERT_STRNE(str1,str2); |
EXPECT_STRNE(str1,str2); |
the two C strings have different content |
| ASSERT_STRCASEEQ(str1,str2); |
EXPECT_STRCASEEQ(str1,str2); |
the two C strings have the same content, ignoring case(忽略大小写) |
| ASSERT_STRCASENE(str1,str2); |
EXPECT_STRCASENE(str1,str2); |
the two C strings have different content, ignoring case |
注意：
断言名中的“CASE”表示忽略大小写。
* STREQ *和* STRNE *也接受宽C字符串（wchar_t *）。
如果两个宽字符串的比较失败，它们的值将打印为UTF-8窄字符串。
NULL指针和空字符串被认为是不同的。
可用性：Linux，Windows，Mac。
另请参阅：有关更多字符串比较技巧（例如，子字符串，前缀，后缀和正则表达式匹配），
请参见高级Google测试指南(Advanced Google Test Guide.)。
1.7、简单测试
创建测试：
1.使用TEST（）宏来定义和命名测试函数，这些是不返回值的普通C++函数。
2.在此函数中，连同要包括的任何有效的C++语句，使用各种Google Test断言来检查值。
3.测试的结果由断言确定;
如果测试中的任何断言失败（致命或非致命），或者如果测试崩溃，则整个测试失败。
否则，它成功。
语法：
TEST(test_case_name, test_name) {
... test body ...
}
TEST（）参数从一般到特定。
第一个参数是测试用例的名称，
第二个参数是测试用例中的测试名称。
这两个名称必须是有效的C ++标识符，并且它们不应包含下划线（_）。
测试的全名由其包含的测试用例及其个人名称组成。来自不同测试用例的测试可以具有相同的个人名称。
例如，
让我们使用一个简单的整数函数：
int Factorial(int n); // Returns the factorial of n；n！
此函数的测试用例可能如下所示：
// Tests factorial of 0.
TEST(FactorialTest, HandlesZeroInput) {
EXPECT_EQ(1, Factorial(0));
}
// Tests factorial of positive numbers.
TEST(FactorialTest, HandlesPositiveInput) {
EXPECT_EQ(1, Factorial(1));
EXPECT_EQ(2, Factorial(2));
EXPECT_EQ(6, Factorial(3));
EXPECT_EQ(40320, Factorial(8));
}
Google Test通过测试用例对测试结果进行分组，因此逻辑相关的测试应该在同一测试用例中;
换句话说，它们的TEST() 的第一个参数应该是相同的。
在上面的例子中，我们有两个测试，HandlesZeroInput和HandlesPositiveInput，
属于同一个测试用例FactorialTest。
1.8 测试夹具(Test Fixtures)：对多个测试使用相同的数据配置
如果你发现自己写了两个或更多的测试来操作类似的数据，你可以使用测试夹具。
它允许您为几个不同的测试重复使用相同的对象配置。
创建夹具的步骤如下：
1.从:: testing :: Test派生一个类。 使用protected：或public：开始它的主体，
因为我们想从子类访问fixture成员。
2.在类中，声明你打算使用的任何对象。
3.如果需要，可以编写默认构造函数或SetUp（）函数来为每个测试准备对象。
一个常见的错误是拼写SetUp（）为Setup（）与一个小u -- 不要让这种情况发生在你身上。
4.如果需要，写一个析构函数或TearDown（）函数来释放你在SetUp（）中分配的任何资源。
要学习什么时候应该使用构造函数/析构函数，当你应该使用SetUp（）/ TearDown（）时，
请阅读这个 FAQ entry.。
5.如果需要，定义要共享的测试的子程序。
当使用夹具时，使用TEST_F（）而不是TEST（），因为它允许您访问测试夹具中的对象和子程序：
TEST_F(test_case_name, test_name) {
... test body ...
}
和TEST（）一样，第一个参数是测试用例名，
但是对于TEST_F（）第一个参数必须是测试夹具类的名称。 你可能猜到了：_F是夹具。
不幸的是，C ++宏系统不允许我们创建一个可以处理两种类型的测试的宏。
使用错误的宏会导致编译器错误。
对于使用TEST_F（）定义的每个测试，Google Test将：
1.在运行时创建一个新的测试夹具
2.立即通过SetUp（）初始化，
3.运行测试
4.通过调用TearDown（）清除
5.删除测试夹具。
另外，在TEST_F（）中使用它之前，你必须首先定义一个测试夹具类，
否则将得到编译器错误“virtual outside class declaration”。
请注意，
同一测试用例中的不同测试具有不同的测试夹具对象，
测试始终会删除测试夹具，然后再创建下一个测试夹具。
Google测试不会为多个测试重复使用相同的测试夹具。一个测试对夹具的任何更改不会影响其他测试。
测试夹具应用示例
为名为Queue的FIFO队列类编写测试，它有以下接口：
template
class Queue {
public:
Queue();
void Enqueue(const E& element);
E* Dequeue(); // Returns NULL if the queue is empty.
size_t size() const;
...
};
首先， 声明一个夹具类。
按照惯例，你应该给它名称FooTest，其中Foo是被测试的类。
class QueueTest : public ::testing::Test {
protected:
virtual void SetUp() {
q1_.Enqueue(1);
q2_.Enqueue(2);
q2_.Enqueue(3);
}
// virtual void TearDown() {}
Queue
Queue
Queue
};
在这种情况下，不需要TearDown（），因为我们不必在每次测试后清理，除了析构函数已经做了什么。
然后，使用TEST_F（）和这个夹具编写测试。
TEST_F(QueueTest, IsEmptyInitially) {
EXPECT_EQ(0, q0_.size());
}
TEST_F(QueueTest, DequeueWorks) {
int* n = q0_.Dequeue();
EXPECT_EQ(NULL, n);
n = q1_.Dequeue();
ASSERT_TRUE(n != NULL);
EXPECT_EQ(1, *n);
EXPECT_EQ(0, q1_.size());
delete n;
n = q2_.Dequeue();
ASSERT_TRUE(n != NULL);
EXPECT_EQ(2, *n);
EXPECT_EQ(1, q2_.size());
delete n;
}
上面使用ASSERT_ *和EXPECT_ *断言。
经验( The rule of thumb ):
当希望测试在断言失败后继续显示更多错误时, 使用EXPECT_*() ，
因为在ASSERT_*()失败后，再使用EXPECT_*() 和 ASSERT_*()是没有意义。
例如，在上例中
Dequeue测试中的第二个断言是ASSERT_TRUE（n！= NULL），
因为我们需要稍后解引用指针n，这将导致n为NULL时的segfault。
当这些测试运行时，会发生以下情况：
1.Google Test构造了一个QueueTest对象（我们称之为t1）。
2.t1.SetUp（）初始化t1。
3.第一个测试（IsEmptyInitially）在t1上运行。
4.t1.TearDown（）在测试完成后清理。
5.t1被析构。
6.以上步骤在另一个QueueTest对象上重复，这次运行DequeueWorks测试。
1.9 调用测试
TEST（）和TEST_F（）用Google Test隐式注册他们的测试。
因此，与许多其他C ++测试框架不同，您不必重新列出所有定义的测试以运行它们。
定义测试后，可以使用RUN_ALL_TESTS（）运行它们，如果所有测试成功则返回0，否则返回1。
请注意，RUN_ALL_TESTS（）运行链接单元中的所有测试 - 它们可以来自不同的测试用例，甚至是不同的源文件。
调用时，RUN_ALL_TESTS（）宏：
1. 保存所有Google测试标记的状态。
2. 为第一个测试创建测试夹具对象。
3. 通过SetUp（）初始化它。
4. 在fixture对象上运行测试。
5. 通过TearDown（）清除夹具。
6. 删除夹具。
7. 恢复所有Google测试标志的状态。
8. 重复上述步骤进行下一个测试，直到所有测试运行结束。
此外，
如果测试夹具的构造函数在步骤2中产生致命故障，则步骤3-5没有意义，因此它们被跳过。
类似地，如果步骤3产生致命故障，则将跳过步骤4。
重要：
不能忽略RUN_ALL_TESTS（）的返回值，否则gcc将给您一个编译器错误。
此设计的基本原理是自动测试服务基于其退出代码而不是其stdout / stderr输出来确定测试是否已通过;
因此你的main（）函数必须返回RUN_ALL_TESTS（）的值。
此外，应该只调用一次RUN_ALL_TESTS（）。
多次调用它会与一些高级Google测试功能（例如线程安全死亡测试）冲突，因此不受支持。
1.10 写Main函数
可以从下面的样板开始：
#include "this/package/foo.h"
#include "gtest/gtest.h"
namespace {
// The fixture for testing class Foo.
class FooTest : public ::testing::Test {
protected:
// You can remove any or all of the following functions if its body is empty.
FooTest() {
// You can do set-up work for each test here.
}
virtual ~FooTest() {
// You can do clean-up work that doesn't throw exceptions here.
}
// If the constructor and destructor are not enough for setting up
// and cleaning up each test, you can define the following methods:
virtual void SetUp() {
// Code here will be called immediately after the constructor (right before each test).
}
virtual void TearDown() {
// Code here will be called immediately after each test (right before the destructor).
}
// Objects declared here can be used by all tests in the test case for Foo.
};
// Tests that the Foo::Bar() method does Abc.
TEST_F(FooTest, MethodBarDoesAbc) {
const string input_filepath = "this/package/testdata/myinputfile.dat";
const string output_filepath = "this/package/testdata/myoutputfile.dat";
Foo f;
EXPECT_EQ(0, f.Bar(input_filepath, output_filepath));
}
// Tests that Foo does Xyz.
TEST_F(FooTest, DoesXyz) {
// Exercises the Xyz feature of Foo.
}
} // end of namespace
int main(int argc, char **argv) {
::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
return RUN_ALL_TESTS();
}
:: testing :: InitGoogleTest（）函数解析Google测试标志的命令行，并删除所有已识别的标志。
这允许用户通过各种标志控制测试程序的行为，我们将在AdvancedGuide中介绍。
在调用RUN_ALL_TESTS（）之前必须调用此函数，否则标志将无法正确初始化。
附：
初九 潜龙勿用。