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c++單元測試框架關鍵點記錄成員函數地址

原則上,C++下最好的單元測試代碼應該長成這樣子,用起來才是最方便的
TEST_CLASS(className)
{
    
// 變量
    TEST_METHOD(fn1)
    {
        
// 
    }    
    TEST_METHOD(fn1)
    {
        
// 
    }
    
//
}
vczh大神的測試代碼是這樣子,這是最方便使用的形式,但因為是以測試方法為粒度,大括號里面就是一個函數體,所以顯得功能上有些不足。
TEST_CASE(ThisIsATestCase)
{
TEST_ASSERT(1+1==2);
}
      當然,這里隱藏了很多宏的丑陋實現,但是,那又有什么要緊呢。好不好并不是在于用了什么東西,goto,多繼承,宏,隱式類型轉換,……,這些,如果能夠顯著地減少重復性相似性代碼,還能帶來類型安全,然后又其潛在的問題又在可控的范圍之內,那么,又有什么理由拒絕呢。老朽一向認為,語言提供的語法糖功能要多多益善,越多越好,當然,必須像C++那樣,不用它們的時候,就不會帶來任何代價,那怕是一點點,就好像它們不存在,并且它們最好能正交互補。但是,你看看,cppunit,gtest的測試代碼又是什么貨色呢。
      據說cppunit里面用了很多模式,其架構什么的非常巧妙。反正使用起來這么麻煩,要做的重復事情太多了,這里寫測試函數,那里注冊測試函數,只能表示,慢走不送。gtest據說其架構也大有講究,值得學習,用起來,也比cppunit方便,但是,看看TEST_F,什么SetUp,TearDown,各種鬼麻煩,誰用誰知道。一句話,我們其實只需要class粒度的測試代碼,其他的一切問題就都是小case了。
      當然,class粒度的單元測試實現的難點在于收集要測試的成員函數。這里不能用虛函數。必須類似于mfc里面的消息映射成員函數表。也即是當寫下TEST_METHOD(fn1),宏TEST_METHOD就要記錄下來fn1的函數指針。后面跟著的一對大括號體是fn1的函數體,已經越出宏的控制范圍了,所以只能在前面大做文章。下面是解決這個問題的思路。這個問題在C++03之前的版本,比較棘手。但是,所幸,C++11帶來很多逆天的新功能,這個問題做起來就沒那么難了。下面的思路省略其他各種次要的細節問題。
首先,我們定義一個空類和要測試的成員函數的形式。
struct EmptyClass{};
typedef void(EmptyClass::*TestMethodPtr)();
還有存放成員函數地址的鏈表節點
struct MethodNode
{
    MethodNode(MethodNode
*& head, TestMethodPtr method)
    {
        mNext 
= head;
        head 
= this;
        mMethod 
= method;
    }
    MethodNode
* mNext;
    TestMethodPtr mMethod;
};
還有提取成員函數地址的函數

template 
<class OutputClass, class InputClass>
union horrible_union{
    OutputClass 
out;
    InputClass 
in;
};

template 
<class OutputClass, class InputClass>
inline 
void union_cast(OutputClass& outconst InputClass input){
    horrible_union
<OutputClass, InputClass> u;
    static_assert(
sizeof(InputClass) == sizeof(u) && sizeof(InputClass) == sizeof(OutputClass), "out and in should be the same size");
    u.
in = input;
    
out = u.out;
}
template
<typename Ty>
TestMethodPtr GetTestMethod(
void(Ty::*testMethod)())
{
    TestMethodPtr methodPtr;
    union_cast(methodPtr, testMethod);
    
return methodPtr;
}
方法是每定義一個測試函數,在其上面就先定義一個鏈表節點變量,其構造函數記錄測試函數地址,并把自身加入到鏈表中。但是,在此之前,我們將遭遇到編譯器的抵觸。比如
struct TestCase
{
    typedef TestCase ThisType;
    MethodNode
* mMethods = nullptr;

    TestMethodPtr mTestMethodfn1 
= GetTestMethod(&fn1);
    void fn1(){}
};
      vc下面,編譯器報錯 error C2276: “&”: 綁定成員函數表達式上的非法操作
      原來在就地初始化的時候,不能以這種方式獲取到地址。然后,試試在TestCase里面的其他函數中,包括靜態函數,就可以將取地址符號用到成員函數前面。
      這好像分明是編譯器在故意刁難,不過,任何代碼上的問題都可以通過引入中間層來予以解決。用內部類。
struct TestCase
{
    typedef TestCase ThisType;
    MethodNode
* mMethods = nullptr;

   
struct Innerfn1 : public MethodNode
    {
        Innerfn1(ThisType
* pThis) : MethodNode(pThis->mMethods, GetTestMethod(&ThisType::fn1))
        {
        }
    } mTestMethodfn1 
= this;
    
void fn1(){}

    
struct Innerfn2 : public MethodNode
    {
        Innerfn2(ThisType
* pThis) : MethodNode(pThis->mMethods, GetTestMethod(&ThisType::fn2))
        {
        }
    } mTestMethodfn2 
= this;
    
void fn2(){}
};
      有多少個測試方法,就動用多少種內部類。然后,一旦定義一個測試類的變量,那么這些內部類的構造函數就執行了,把測試方法串聯在一塊,逆序,也就是說最后定義測試方法反而跑到前面去了。這樣子就自動記錄下來所有的測試方法的地址。有了這些函數地址信息,后面怎么玩都可以。包括漂亮的測試結果顯示,日志記錄,甚至嵌入到vs的單元測試界面中,又或者是生成配置文件,各種花招,怎么方便就怎么玩。這個時候,可以拿來主義,把cppunit,gtest等的優點都吸收過來。
      是否覺得這還不夠,好像有很多事情要做。比如說,測試方法逆序了,在同一個測試類的變量上執行這些測試方法,會不會就擾亂類的內部信息了,每次new一個測試類,所有的測試方法都要重復記錄,內部類變量要占內存……??瓤?,這些都可以一一解決。這里只是用最簡明的方式展示自動記錄測試方法,產品級的寫法肯定大有講究了。
      可以看到上面的代碼都是有意做成很相似的,這些都是準備給宏大展身手的。這些低級宏太容易編寫了,任何經歷mfc或者boost代碼折磨的猿猴,都完全能夠勝任,這就打住了。對了,這里的自動記錄成員函數的宏手法,可以大量地使用到其他地方,比如說,自動生成消息映射表,比mfc的那一套要好一百倍,應用范圍太廣了。當初老朽以為就只能用于單元測試框架的編寫上面,想不到其威力如此巨大,消息系統全靠它了。C++的每一項奇技淫巧和功能被發現后,其價值都難以估量,好像bs所說的,他老人家不會給c++增添一項特性,其應用范圍一早就可以預料的。對付一個問題,C++有一百種解決方案,當然里面只有幾種才最貼切問題領域,但是很多時候,我們往往只選擇或者尋找到另外的那90多種,最后注定要悲劇。

posted on 2016-05-11 18:01 華夏之火 閱讀(1558) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: c++技術探討

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