24.国产构建工具之王xmake——xmake集成gtest框架进行单元测试（test实战)

目录

一、引言

二、正文

1.gtest框架的用法和特征

1)核心概念与术语

 2)核心断言使用

3)简单测试编写（TEST 宏）

4)共享数据测试（测试夹具 + TEST_F 宏）

5)测试的运行与执行

6)跨平台支持与已知限制

7)获取方式

 2.xmake集成gtest测试框架 

1)创建被测项目

 2)添加单元测试源代码

3)xmake中添加单元测试配置

 4)进行单元测试

3.xmake集成gtest改进

4.补充知识——SUBSYSTEM

1)作用

2)选项值

3)设置方法

三、结语

写在前面

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一、引言

在之前的文章中我们分别介绍了xmake原生单元测试和集成doctest、catch2测试框架的示例。

本文将继续介绍xmake集成第三方测试框架的知识，此次集成的第三方框架为googleTest(简称gtest）。 本章内容由三个部分组成：gtest框架的用法和特征、xmake集成gtest框架示例、xmake集成gtest改进。 

文中使用的软件及版本：xmake3.0.7， visual studio 2019请预先安装！

二、正文

1.gtest框架的用法和特征

GoogleTest 是 Google 开发的跨平台 C++ 测试框架，基于 xUnit 架构(如果有JUnit,PyUnit使用经验，使用gtest会如鱼得水)，支持单元测试等各类测试，核心优势是实现测试隔离、易组织、可移植，且能快速定位问题，以下是其核心基本用法，包含核心概念、基础使用、进阶复用、测试运行的内容：

1)核心概念与术语

断言：检查条件是否为真的宏，是测试的基础，结果分成功/非致命失败/致命失败，失败时会打印文件、行号及自定义消息。

测试（TEST）：由一系列断言组成，验证被测试代码的单个行为，断言失败 / 程序崩溃则测试失败，否则成功（对应 ISTQB 的测试用例）。

测试套件（TEST SUITE）：一组相关的测试集合，反映被测试代码的结构，可共享数据和子程序（GTest 原称测试用例，现逐步替换为 TestSuite）。

测试夹具(TEST FIXTURE)：为多个测试提供相同数据配置的类，实现测试代码的复用。

测试程序：包含一个或多个测试套件的可执行文件，是运行测试的载体。

 2)核心断言使用

断言是 GTest 的核心，分为ASSERT_和EXPECT_两类，成对测试同一条件但影响不同，支持通过 << 追加自定义失败消息。

ASSERT_*：致命失败，断言失败时立即中止当前函数，适用于 “失败后继续执行无意义” 的场景（如解引用指针前检查非空），可能因提前返回导致资源泄漏。

EXPECT_*：非致命失败，断言失败后程序继续执行，可报告一个测试中的多个错误，是首选方式。

使用示例：

ASSERT_EQ(x.size(), y.size()) << \”两个向量长度不相等\”; // 致命失败，中止函数for (int i = 0; i < x.size(); ++i) {

EXPECT_EQ(x[i], y[i]) << \”向量在索引\” << i << \”处值不同\”; // 非致命失败，继续执行} 

支持的断言类型：布尔条件检查、值的关系比较、字符串 / 浮点值验证、异常等，也可自定义谓词实现复杂校验。

3)简单测试编写（TEST 宏）

适用于无共享数据的独立测试，通过TEST()宏定义测试函数，无需返回值，核心是按测试套件分组。

a.宏定义格式 

TEST(TestSuiteName, TestName) {  //测试体：包含任意有效C++代码 + GTest断言}

参数要求：TestSuiteName（测试套件名）、TestName（测试名）均为有效 C++ 标识符，不能包含下划线。

测试全名：测试套件名 + 测试名，不同测试套件的测试可重名。

b. 编写示例（测试阶乘函数）

// 被测试函数声明int Factorial(int n);// 测试套件FactorialTest，包含两个测试TEST(FactorialTest, HandlesZeroInput) {

   EXPECT_EQ(Factorial(0), 1); // 测试0的阶乘}TEST(FactorialTest, HandlesPositiveInput) {

  EXPECT_EQ(Factorial(1), 1);  EXPECT_EQ(Factorial(8), 40320); // 测试正整数阶乘}

c. 命名规范

测试套件和测试名遵循 C++函数 / 类的命名约定，逻辑相关的测试归为同一个测试套件。

4)共享数据测试（测试夹具 + TEST_F 宏）

当多个测试需要操作相同数据配置时，使用测试夹具实现代码复用，需继承testing::Test并使用TEST_F()宏（F=Fixture）。

a. 创建测试夹具的步骤

从testing::Test派生类，以 protected 开始（方便子类访问成员）；

类内声明测试所需的共享对象；

按需编写SetUp()（每个测试前初始化对象）/ TearDown()（每个测试后释放资源），或使用构造 / 析构函数（注意 SetUp 不要拼写成 Setup）；

按需定义测试共享的子程序。

b. TEST_F 宏定义格式

TEST_F(TestFixtureClassName, TestName) {

//测试体：可直接访问夹具类的成员变量/方法}

第一个参数必须是测试夹具类名，需先定义夹具类再使用，否则报编译器错误；

GTest 为每个测试创建独立的夹具对象，测试间的夹具修改互不影响，执行完即销毁。

c. 编写示例（测试队列类 Queue）

// 被测试队列类声明template <typename E>class Queue {

 public:  Queue();  void Enqueue(const E& element);  E* Dequeue();  size_t size() const;};// 1. 定义测试夹具类QueueTestclass QueueTest : public testing::Test {

 protected:  // 构造函数初始化共享对象：q0空队列，q1含1，q2含2、3  QueueTest() {