簡介
測試是軟件開發過程中極其重要的一環，詳盡周密的測試能夠減少軟件BUG，提高軟件品質。測試包括單元測試、系統測試等。其中單元測試是指針對軟件功能單元所作的測試，這里的功能單元可以是一個類的屬性或者方法，測試的目的是看這些基本單元是否工作正常。由于單元測試的內容很基礎，因此可以看作是測試工作的第一環，該項工作一般由開發人員自行完成。如果條件允許，單元測試代碼的開發應與程序代碼的開發同步進行。
雖然不同程序的單元測試代碼不盡相同，但測試代碼的框架卻非常相似，于是便出現了一些單元測試類庫，CppUnit便是其中之一。
CppUnit是XUnit中的一員，XUnit是一個大家族，還包括JUnit和PythonUnit等。CppUnit簡單實用，學習和使用起來都很方便，網上已有一些文章對其作介紹，但本文更著重于講解其中的基本概念和使用方法，以幫助初次接觸CppUnit的人員快速入門。
安裝
目前，CppUnit的最新版本是1.10.2，你可以從下面地址獲取：
http://sourceforge.net/projects/cppunit
解壓后，你可以看到CppUnit包含如下目錄：
config： 配置文件 contrib： contribution，其他人貢獻的外圍代碼 doc： 文檔，需要通過doxygen工具生成，也可以直接從sourceforge站點上下載打包好的文檔 examples：示例代碼 include： 頭文件 lib： 存放編譯好的庫 src： 源文件，以及編譯庫的工程等
然后打開src目錄下的CppUnitLibraries工程，執行build/batch build，編譯成功的話，生成的庫文件將被拷貝到lib目錄下。
你也可以根據需要選擇所需的項目進行編譯，其中項目cppunit為靜態庫，cppunit_dll為動態庫，生成的庫文件為：
cppunit.lib： 靜態庫release版 cppunitd.lib： 靜態庫debug版 cppunit_dll.lib： 動態庫release版 cppunitd_dll.lib：動態庫debug版
要使用CppUnit，還得設置好頭文件和庫文件路徑，以VC6為例，選擇Tools/Options/Directories，在Include files和Library files中分別添加%CppUnitPath%\include和%CppUnitPath%\lib，其中%CppUnitPath%表示CppUnit所在路徑。
做好準備工作后，我們就可以編寫自己的單元測試代碼了。需說明的是，CppUnit所用的動態運行期庫均為多線程動態庫，因此你的單元測試程序也得使用相應設置，否則會發生沖突。
概念
在使用之前，我們有必要認識一下CppUnit中的主要類，當然你也可以先看后面的例子，遇到問題再回過頭來看這一節。
CppUnit核心內容主要包括六個方面，
1. 測試對象（Test，TestFixture，...）：用于開發測試用例，以及對測試用例進行組織管理。
2. 測試結果（TestResult）：處理測試用例執行結果。TestResult與下面的TestListener采用的是觀察者模式（Observer Pattern）。
3. 測試結果監聽者（TestListener）：TestListener作為TestResult的觀察者，擔任實際的結果處理角色。
4. 結果輸出（Outputter）：將結果進行輸出，可以制定不同的輸出格式。
5. 對象工廠（TestFactory）：用于創建測試對象，對測試用例進行自動化管理。
6. 測試執行體（TestRunner）：用于運行一個測試。
以上各模塊的主要類繼承結構如下：
Test TestFixture TestResult TestListener _______|_________ | | | | | TestSuccessListener TestComposite TestLeaf | | | |____________| TestResultCollector TestSuit | TestCase | TestCaller<Fixture> Outputter TestFactory TestRunner ____________________|_________________ | | | | TestFactoryRegistry CompilerOutputter TextOutputter XmlOutputter | TestSuiteFactory<TestCaseType>
接下來再對其中一些關鍵類作以介紹。
Test：所有測試對象的基類。
CppUnit采用樹形結構來組織管理測試對象（類似于目錄樹），因此這里采用了組合設計模式（Composite Pattern），Test的兩個直接子類TestLeaf和TestComposite分別表示“測試樹”中的葉節點和非葉節點，其中TestComposite主要起組織管理的作用，就像目錄樹中的文件夾，而TestLeaf才是最終具有執行能力的測試對象，就像目錄樹中的文件。
Test最重要的一個公共接口為：
virtual void run(TestResult *result) = 0;
其作用為執行測試對象，將結果提交給result。
在實際應用中，我們一般不會直接使用Test、TestComposite以及TestLeaf，除非我們要重新定制某些機制。
TestFixture：用于維護一組測試用例的上下文環境。
在實際應用中，我們經常會開發一組測試用例來對某個類的接口加以測試，而這些測試用例很可能具有相同的初始化和清理代碼。為此，CppUnit引入TestFixture來實現這一機制。
TestFixture具有以下兩個接口，分別用于處理測試環境的初始化與清理工作：
virtual void setUp();
virtual void tearDown();
TestCase：測試用例，從名字上就可以看出來，它便是單元測試的執行對象。
TestCase從Test和TestFixture多繼承而來，通過把Test::run制定成模板函數（Template Method）而將兩個父類的操作融合在一起，run函數的偽定義如下：
// 偽代碼
void TestCase::run(TestResult* result)
{
result->startTest(this); // 通知result測試開始
if( result->protect(this, &TestCase::setUp) ) // 調用setUp，初始化環境
result->protect(this, &TestCase::runTest); // 執行runTest，即真正的測試代碼
result->protect(this, &TestCase::tearDown); // 調用tearDown，清理環境
result->endTest(this); // 通知result測試結束
}
這里要提到的是函數runTest，它是TestCase定義的一個接口，原型如下：
virtual void runTest();
用戶需從TestCase派生出子類并實現runTest以開發自己所需的測試用例。
另外還要提到的就是TestResult的protect方法，其作用是對執行函數（實際上是函數對象）的錯誤信息（包括斷言和異常等）進行捕獲，從而實現對測試結果的統計。
TestSuit：測試包，按照樹形結構管理測試用例
TestSuit是TestComposite的一個實現，它采用vector來管理子測試對象（Test），從而形成遞歸的樹形結構。
TestCaller：TestCase適配器（Adapter），它將成員函數轉換成測試用例
雖然我們可以從TestCase派生自己的測試類，但從TestCase類的定義可以看出，它只能支持一個測試用例，這對于測試代碼的組織和維護很不方便，尤其是那些有共同上下文環境的一組測試。為此，CppUnit提供了TestCaller以解決這個問題。
TestCaller是一個模板類，它以實現了TestFixture接口的類為模板參數，將目標類中某個符合runTest原型的測試方法適配成TestCase的子類。
在實際應用中，我們大多采用TestFixture和TestCaller相組合的方式，具體例子參見后文。
TestResult和TestListener：處理測試信息和結果
前面已經提到，TestResult和TestListener采用了觀察者模式，TestResult維護一個注冊表，用于管理向其登記過的TestListener，當TestResult收到測試對象（Test）的測試信息時，再一一分發給它所管轄的TestListener。這一設計有助于實現對同一測試的多種處理方式。
TestFactory：測試工廠
這是一個輔助類，通過借助一系列宏定義讓測試用例的組織管理變得自動化。參見后面的例子。
TestRunner：用于執行測試用例
TestRunner將待執行的測試對象管理起來，然后供用戶調用。其接口為：
virtual void addTest( Test *test ); virtual void run( TestResult &controller, const std::string &testPath = "" );
這也是一個輔助類，需注意的是，通過addTest添加到TestRunner中的測試對象必須是通過new動態創建的，用戶不能刪除這個對象，因為TestRunner將自行管理測試對象的生命期。
使用
先讓我們看看一個簡單的例子：
#include <cppunit/TestCase.h>
#include <cppunit/TestResult.h>
#include <cppunit/TestResultCollector.h>
#include <cppunit/TextOutputter.h>
// 定義測試用例
class SimpleTest : public CppUnit::TestCase
{
public:
void runTest() // 重載測試方法
{
int i = 1;
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0, i);
}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
CppUnit::TestResult r;
CppUnit::TestResultCollector rc;
r.addListener(&rc); // 準備好結果收集器
SimpleTest t;
t.run(&r); // 運行測試用例
CppUnit::TextOutputter o(&rc, std::cout);
o.write(); // 將結果輸出
return 0;
}
編譯后運行，輸出結果為：
!!!FAILURES!!!
Test Results:
Run: 1 Failures: 1 Errors: 0
1) test: (F) line: 18 E:\CppUnitExamples\SimpleTest.cpp
equality assertion failed
- Expected: 1
- Actual : 0
上面的例子很簡單，需說明的是CPPUNIT_ASSERT_EQUAL宏。CppUnit定義了一組宏用于檢測錯誤，CPPUNIT_ASSERT_EQUAL是其中之一，當斷言失敗時，CppUnit便會將錯誤信息報告給TestResult。這些宏定義的說明如下：
CPPUNIT_ASSERT(condition)：判斷condition的值是否為真，如果為假則生成錯誤信息。
CPPUNIT_ASSERT_MESSAGE(message, condition)：與CPPUNIT_ASSERT類似，但結果為假時報告messsage信息。
CPPUNIT_FAIL(message)：直接報告messsage錯誤信息。
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(expected, actual)：判斷expected和actual的值是否相等，如果不等輸出錯誤信息。
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL_MESSAGE(message, expected, actual)：與CPPUNIT_ASSERT_EQUAL類似，但斷言失敗時輸出message信息。
CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL(expected, actual, delta)：判斷expected與actual的偏差是否小于delta，用于浮點數比較。
CPPUNIT_ASSERT_THROW(expression, ExceptionType)：判斷執行表達式expression后是否拋出ExceptionType異常。
CPPUNIT_ASSERT_NO_THROW(expression)：斷言執行表達式expression后無異常拋出。
接下來再看看TestFixture和TestCaller的組合使用：
#include <cppunit/TestCase.h>
#include <cppunit/TestResult.h>
#include <cppunit/TestResultCollector.h>
#include <cppunit/TextOutputter.h>
#include <cppunit/TestCaller.h>
#include <cppunit/TestRunner.h>
// 定義測試類
class StringTest : public CppUnit::TestFixture
{
public:
void setUp() // 初始化
{
m_str1 = "Hello, world";
m_str2 = "Hi, cppunit";
}
void tearDown() // 清理
{
}
void testSwap() // 測試方法1
{
std::string str1 = m_str1;
std::string str2 = m_str2;
m_str1.swap(m_str2);
CPPUNIT_ASSERT(m_str1 == str2);
CPPUNIT_ASSERT(m_str2 == str1);
}
void testFind() // 測試方法2
{
int pos1 = m_str1.find(',');
int pos2 = m_str2.rfind(',');
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(5, pos1);
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(2, pos2);
}
protected:
std::string m_str1;
std::string m_str2;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
CppUnit::TestResult r;
CppUnit::TestResultCollector rc;
r.addListener(&rc); // 準備好結果收集器
CppUnit::TestRunner runner; // 定義執行實體
runner.addTest(new CppUnit::TestCaller<StringTest>("testSwap", &StringTest::testSwap)); // 構建測試用例1
runner.addTest(new CppUnit::TestCaller<StringTest>("testFind", &StringTest::testFind)); // 構建測試用例2
runner.run(r); // 運行測試
CppUnit::TextOutputter o(&rc, std::cout);
o.write(); // 將結果輸出
return rc.wasSuccessful() ? 0 : -1;
}
編譯后運行結果為：
OK (2 tests)
上面的代碼從功能上講沒有什么問題，但編寫起來太繁瑣了，為此，我們可以借助CppUnit定義的一套輔助宏，將測試用例的定義和注冊變得自動化。上面的代碼改造后如下：
#include <cppunit/TestResult.h>
#include <cppunit/TestResultCollector.h>
#include <cppunit/TextOutputter.h>
#include <cppunit/TestRunner.h>
#include <cppunit/extensions/HelperMacros.h>
// 定義測試類
class StringTest : public CppUnit::TestFixture
{
CPPUNIT_TEST_SUITE(StringTest); // 定義測試包
CPPUNIT_TEST(testSwap); // 添加測試用例1
CPPUNIT_TEST(testFind); // 添加測試用例2
CPPUNIT_TEST_SUITE_END(); // 結束測試包定義
public:
void setUp() // 初始化
{
m_str1 = "Hello, world";
m_str2 = "Hi, cppunit";
}
void tearDown() // 清理
{
}
void testSwap() // 測試方法1
{
std::string str1 = m_str1;
std::string str2 = m_str2;
m_str1.swap(m_str2);
CPPUNIT_ASSERT(m_str1 == str2);
CPPUNIT_ASSERT(m_str2 == str1);
}
void testFind() // 測試方法2
{
int pos1 = m_str1.find(',');
int pos2 = m_str2.rfind(',');
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(5, pos1);
CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(2, pos2);
}
protected:
std::string m_str1;
std::string m_str2;
};
CPPUNIT_TEST_SUITE_REGISTRATION(StringTest); // 自動注冊測試包
int main(int argc, char* argv[])
{
CppUnit::TestResult r;
CppUnit::TestResultCollector rc;
r.addListener(&rc); // 準備好結果收集器
CppUnit::TestRunner runner; // 定義執行實體
runner.addTest(CppUnit::TestFactoryRegistry::getRegistry().makeTest());
runner.run(r); // 運行測試
CppUnit::TextOutputter o(&rc, std::cout);
o.write(); // 將結果輸出
return rc.wasSuccessful() ? 0 : -1;
}
CppUnit的簡單介紹就到此，相信你已經了解了其中的基本概念，也能夠開發單元測試代碼了。