C++单元测试完全指南（从零开始掌握Google Test框架）

什么是单元测试？

单元测试（Unit Testing）是指对程序中最小可测试单元（通常是函数或类）进行检查和验证。通过编写测试用例，我们可以自动验证代码是否按预期工作，避免因修改代码而引入新错误。

为什么选择 Google Test？

Google Test（简称 gtest）是 Google 开源的 C++ 单元测试框架，具有以下优点：

• 跨平台支持（Windows、Linux、macOS）
• 语法简洁，易于上手
• 支持断言、异常测试、参数化测试等高级功能
• 社区活跃，文档丰富

第一步：安装 Google Test

以 Ubuntu 系统为例，可以通过包管理器安装：

sudo apt-get install libgtest-devsudo apt-get install cmake# 编译 Google Test 库cd /usr/src/gtestsudo cmake CMakeLists.txtsudo make# 创建软链接sudo ln -s /usr/src/gtest/libgtest.a /usr/lib/libgtest.asudo ln -s /usr/src/gtest/libgtest_main.a /usr/lib/libgtest_main.a

在 Windows 上，可以使用 vcpkg 或直接下载源码编译。详细安装方法可参考 Google Test 官方 GitHub 仓库。

第二步：编写第一个测试用例

假设我们有一个简单的加法函数 add()，我们希望为它编写单元测试。

1. 创建被测函数（math_utils.h）：

// math_utils.h#ifndef MATH_UTILS_H#define MATH_UTILS_Hint add(int a, int b) {    return a + b;}#endif // MATH_UTILS_H

2. 编写测试文件（test_math.cpp）：

// test_math.cpp#include <gtest/gtest.h>#include "math_utils.h"// 测试用例：测试 add 函数TEST(MathTest, AddTwoNumbers) {    EXPECT_EQ(add(2, 3), 5);    EXPECT_EQ(add(-1, 1), 0);    EXPECT_EQ(add(0, 0), 0);}// 主函数：运行所有测试int main(int argc, char **argv) {    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);    return RUN_ALL_TESTS();}

第三步：编译并运行测试

使用 g++ 编译测试程序：

g++ -std=c++11 test_math.cpp -lgtest -lgtest_main -pthread -o test_math./test_math

如果一切正常，你将看到类似以下的输出：

[==========] Running 1 test from 1 test suite.[----------] Global test environment set-up.[----------] 1 test from MathTest[ RUN      ] MathTest.AddTwoNumbers[       OK ] MathTest.AddTwoNumbers (0 ms)[----------] 1 test from MathTest (0 ms total)[----------] Global test environment tear-down[==========] 1 test from 1 test suite ran. (0 ms total)[  PASSED  ] 1 test.

常用断言宏介绍

Google Test 提供了丰富的断言宏，常用的有：

• EXPECT_EQ(a, b)：期望 a == b
• EXPECT_NE(a, b)：期望 a != b
• EXPECT_LT(a, b)：期望 a < b
• EXPECT_LE(a, b)：期望 a <= b
• EXPECT_GT(a, b)：期望 a > b
• EXPECT_GE(a, b)：期望 a >= b
• EXPECT_TRUE(condition)：期望条件为真
• EXPECT_FALSE(condition)：期望条件为假

注意：EXPECT_* 在失败时不会终止当前测试，而 ASSERT_* 会立即终止。

总结

通过本教程，你已经掌握了如何使用 Google Test 进行 C++单元测试。无论你是想提升代码质量，还是准备面试、参与开源项目，掌握 C++测试框架 都是一项必备技能。希望这篇 C++小白入门 教程能为你打开自动化测试的大门！

下一步建议：尝试为你的项目添加更多测试用例，探索参数化测试、Mock 对象等高级功能。