带你玩转Visual Studio——单元测试

上一篇文章带你玩转Visual Studio——性能分析与优化讲了找出性能瓶颈和性能优化相关的技能，在大型企业项目的开发中，性能是固然重要的，而另一个过程——测试也是必不可少的。测试有很多的各类：功能测试、系统测试、白盒测试、黑盒测试、单元测试，在这些测试中单元测试是程序员最经过遇到的。

什么是单元测试

所谓单元测试(unit testing)，就是对软件中的最小单元进行检查和验证，其一般验证对象是一个函数或者一个类。

对于单元测试中单元的含义，一般来说，要根据实际情况去判定其具体含义，如C语言中单元指一个函数，Java里或C++里单元指一个类，图形化的软件中可以指一个窗口或一个菜单等。

单元测试的作用：

• 确定自己的代码功能和逻辑的正确性；
• 发现问题并及早地改进一些不当的设计；
• 对于一些被依赖信很强的代码作修改时，确保逻辑的正确才能不影响其它模块的功能；
• 更好地管理和保存测试代码，以便下次代码修改后可方便地进行Debugging；

VC++的单元测试

我们继续使用上一章带你玩转Visual Studio——性能分析与优化的案例和代码。经过上一文的优化，我们的代码性能是提高了，但每个函数是否正确无误并没有经过验证。现在就用单元测试进行椎一下。

使用UnitText工程

1、 在Solution中添加一个UnitTest的项目

图1: 添加UnitTest工程

，关于多工程的开发，请参考《带你玩转Visual Studio——带你多工程开发》

2、这时会自动帮我们创建一个unittest1.cpp并生成部分初始代码。（如果没有自动生成也可自己手动添加.cpp文件并编写测试代码）

图2: 工程目录

3、根据给定的初始代码框架，编写测试代码

#include "stdafx.h"
#include "CppUnitTest.h"
#include "Prime.h"

using namespace Microsoft::VisualStudio::CppUnitTestFramework;

namespace UnitTest
{
    TEST_CLASS(UnitTest1)
    {
    public:

        // 测试100以内的质数
        TEST_METHOD(TestPrime)
        {
            int primes[] = 
            {
                2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29,
                31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67,
                71, 73, 79, 83, 89, 97/*, 101, 103, 107*/ 
            };

            int n = sizeof(primes) / sizeof(primes[0]);
            for (int  i = 0; i < n; i++)
            {
                Assert::AreEqual(IsPrime(primes[i]), true);
            }
        }

        TEST_METHOD(TestCalculateSum)
        {
            // 测试1到n的整数之和
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(4), 10);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(6), 21);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(10), 55);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(100), 5050);
        }

    };
}

说明：
TEST_METHOD是一个测试宏，每一个宏对应一个测试单元。大括号({})内的内容是这个测试单元的测试代码。

4、进行单元测试
选择Test->Windows->Test Explorer菜单，打开单元测试的工具窗口

图3: 测试资源管理器窗口
测试方法：
(1).选择其中的一个或多个单元，右键鼠标->Run Selected Tests,
(2).点击”Run All”,测试所有单元。

如果测试成功，Output窗口会有类似如下的提示：

========== Run test finished: 2 run (0:00:00.7490429) ==========

测试项的标记色会变成绿色：

图4: 测试成功标记色

ManagedTest工程

我们在图1中可以看到有两个跟测试相关的工程，一个是Native Unit Test Project(上面已经讲了)，一个是Managed Test Project。其实这两个工程都可用来进行单元测试，Managed Test Project提供了更全面的功能，如对类的开始初始化和结束销毁的处理，每个测试方法前后进行初始化和销毁处理等。而Unit Test Project相当于是对Managed Test Project的一种封装，只提供最简单、最常用的测试功能，而帮我们默认处理很多繁琐的工作。在VS2013及之前版本的VisualStudio只有Managed Test Project类型的工程(之前的版本名称好像为Test Project)。

1、添加Managed Test Project工程，完成之后会自动帮我们创建UnitTest.cpp文件和初始代码框架。
2、修改UnitTest.cpp，添加自己的测试代码：

#include "stdafx.h"
#include "Prime.h"

using namespace System;
using namespace System::Text;
using namespace System::Collections::Generic;
using namespace Microsoft::VisualStudio::TestTools::UnitTesting;

namespace ManagedTest
{
    [TestClass]
    public ref class UnitTest
    {
    private:
        TestContext^ testContextInstance;

    public: 
        /// <summary>
        ///Gets or sets the test context which provides
        ///information about and functionality for the current test run.
        ///</summary>
        property Microsoft::VisualStudio::TestTools::UnitTesting::TestContext^ TestContext
        {
            Microsoft::VisualStudio::TestTools::UnitTesting::TestContext^ get()
            {
                return testContextInstance;
            }
            System::Void set(Microsoft::VisualStudio::TestTools::UnitTesting::TestContext^ value)
            {
                testContextInstance = value;
            }
        };

        #pragma region Additional test attributes
        //
        //You can use the following additional attributes as you write your tests:

        // ClassInitialize为 在执行(类中)第一个测试单元之前要执行的代码
        // 如全局变量(或静态变量)的初始化
        //[ClassInitialize()]
        //static void MyClassInitialize(TestContext^ testContext) {};

        //ClassCleanup为 在(类中)所有的测试单元执行完之后要执行的代码
        // 如全局变量(或静态变量)的销毁
        //[ClassCleanup()]
        //static void MyClassCleanup() {};

        // TestInitialize为 在执行每一个测试单元之前要执行的代码
        // 如对象中文件流的打开
        //[TestInitialize()]
        //void MyTestInitialize() {};

        // TestCleanup 为 在执行完每一个测试单元之后要执行的代码
        // 如对象中文件流的关闭
        //[TestCleanup()]
        //void MyTestCleanup() {};
        //
        #pragma endregion 

        [TestMethod]
        void TestMethod()
        {
            // TODO: 在此添加测试逻辑
        };


        [TestMethod]
        void TestPrime2()
        {
            // 测试100以内的质数
            int primes[] =
            {
                2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29,
                31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67,
                71, 73, 79, 83, 89, 97/*, 101, 103, 107*/
            };

            int n = sizeof(primes) / sizeof(primes[0]);
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                Assert::AreEqual(IsPrime(primes[i]), true);
            }
        };


        [TestMethod]
        void TestCalculateSum2()
        {
            // 测试1到n的整数之和
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(4), 10);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(6), 21);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(10), 55);
            Assert::AreEqual((int)CalculateSum(100), 5050);
        };


    };
}

3、编译工程。
编译时，如果出现类似如下的错误：

1>VisualStudioProject.lib(Prime.obj) : warning LNK4075: ignoring ‘/EDITANDCONTINUE’ due to ‘/OPT:LBR’ specification
1>VisualStudioProject.lib(Prime.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol __imp___invalid_parameter referenced in function “public: char const & __thiscall
1>VisualStudioProject.lib(Prime.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol __imp___CrtDbgReportW referenced in function “public: char const & __thiscall
1>msvcprtd.lib(locale0_implib.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol __imp___free_dbg referenced in function “public: static void __cdecl std::_Fac_node::operator delete(void *)” (??3_Fac_node@std@@SAXPAX@Z)
1>msvcprtd.lib(locale0_implib.obj) : error LNK2019: unresolved external symbol __imp___malloc_dbg referenced in function “public: static void * __cdecl std::_Fac_node::operator new(unsigned int)” (??2_Fac_node@std@@SAPAXI@Z)
1>D:\CppWorkspace\VS2015\ConsoleApplication1\Debug\DefaultTest.dll : fatal error LNK1120: 4 unresolved externals

右键工程属性(Properties) Configuration Properties -> C/C++ -> Code Generation -> Runtime Library, 将运行库的方式改为 “Multi-Threaded Debug DLL (/MDd)”

4、运行测试代码

测试结果

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