3.测试实现与执行

基础框架

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一、gtest（Google Test）

定位：Google 开源的 C++ 单元测试框架
核心功能：

  1. 结构化测试
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TEST(TestSuiteName, TestName) {        // 定义测试用例
    EXPECT_EQ(3, Add(1, 2));             // 断言：验证相等
    ASSERT_NE(nullptr, CreateObject());  // 断言失败则终止当前测试
}
  1. 测试夹具（Fixtures）：复用初始化逻辑
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class DatabaseTest : public ::testing::Test {
    protected:
    void SetUp() override { db.Connect(); }   // 每个测试前执行
void TearDown() override { db.Disconnect(); } // 测试后清理
Database db;
};

TEST_F(DatabaseTest, InsertData) {     // 使用夹具
EXPECT_TRUE(db.Insert("test_data"));
}
  1. 参数化测试：同一逻辑多组数据验证
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INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(IntValues, CalculatorTest, 
    ::testing::Values(1, 2, 5));      // 参数注入

关键特性：

  • 死亡测试（检查程序崩溃）
  • 测试过滤（--gtest_filter=SuiteName.TestName）
  • 生成 XML 报告（集成 CI 工具）

gtest测试

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gtest断言

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二、gmock（Google Mock）

定位：gtest 的扩展库，用于 创建模拟对象（Mock Objects）
核心场景：隔离被测代码的依赖（如数据库、网络等）
工作流程：

  1. 定义模拟接口
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class PaymentGateway {                       // 抽象接口
public:
virtual bool Charge(double amount) = 0;    // 待模拟的虚方法
};
  1. 生成 Mock 类
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#include <gmock/gmock.h>
class MockPaymentGateway : public PaymentGateway {
    public:
    MOCK_METHOD(bool, Charge, (double amount), (override)); // 自动生成模拟方法
    };
  1. 设定模拟行为
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TEST(PaymentTest, ChargeFails) {
    MockPaymentGateway mock; 
    EXPECT_CALL(mock, Charge(100.0))          // 预期调用参数100.0
        .WillOnce(Return(false));            // 模拟返回失败

    OrderProcessor processor(&mock);
    EXPECT_FALSE(processor.ProcessOrder(100));// 执行被测逻辑
}

高级功能：

  • 参数匹配器（Ge(100), NotNull()）
  • 调用次数验证（Times(2)）
  • 顺序验证（InSequence）

三、GDB（GNU Debugger）

定位：Linux/Unix 下的 命令行调试工具
核心用途：动态分析程序运行时状态（非测试框架，但为测试提供保障）
常用命令速查：

命令 作用 示例
gdb ./a.out 启动调试程序
break main 在 main 函数设断点 break MyClass::method
run 运行程序到断点 run arg1 arg2
next (n) 单步执行（跳过函数）
step (s) 单步进入函数
print var 打印变量值 print *ptr@10（数组）
backtrace (bt) 查看调用栈 bt full（显示局部变量）
watch var 监控变量修改
core-file core 分析崩溃后的 core 转储文件 gdb ./a.out core

调试核心崩溃示例：

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$ gdb ./myapp core.1234              # 加载崩溃的程序和 core 文件
(gdb) backtrace                      # 查看崩溃时的调用栈
#0  0x00007f... in SomeFunction ()   # 定位崩溃函数
(gdb) frame 0                         # 选择栈帧0
(gdb) print *pointer                  # 检查空指针解引用

三者关系：

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典型工作流：

  1. gtest 覆盖核心逻辑 → 发现边界条件错误
  2. gmock 隔离网络请求 → 验证超时处理逻辑
  3. 测试崩溃时用 GDB → 定位空指针访问位置

💡 总结：

  • gtest = 单元测试的基础框架
  • gmock = 增强测试隔离性的模拟工具
  • GDB = 保障代码健壮性的调试利器
    三者共同构成 C++ 开发的质量保障闭环。