Google单元测试框架gtest--值参数测试


测试一个方法,需要较多个参数进行测试,比如最大值、最小值、异常值和正常值。这中间会有较多重复代码工作,而值参数测试就是避免这种重复性工作,并且不会损失测试的便利性和准确性。

例如测试一个函数,需要些各种参数进行边界测试,下面案例测试一个数是否为素数,需要测试各种参数。

方法1

class Prime {
 public:
  bool IsPrime(int n) {
    if (n <= 1) return false;
​
    for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
      // n is divisible by an integer other than 1 and itself.
      if ((n % i) == 0) return false;
    }
​
    return true;
  }
};
​
TEST(IsPrimeTest, Negative) {
  Prime prime;
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(-5));
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(-1));
}
​
TEST(IsPrimeTest, Trivial) {
  Prime prime;
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(0));
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(1));
  EXPECT_TRUE(prime.IsPrime(2));
  EXPECT_TRUE(prime.IsPrime(3));
}

输出结果为:

上述测试并不为完整,但这其中就出现了很多重复的代码,比如每个test case都需要创建prime和写EXPECT语句。

方法2:使用testfixture,可以减少创建prime类的操作。上面的测试创建prime就是待测数据初始化,如果准备初始化环境复杂,使用test fixtrue可以极大提高效率且保证每个test的运行条件一样。

class PrimeTest : public ::testing::Test {
 protected:
  Prime prime;
};
​
TEST_F(PrimeTest, Negative) {
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(-5));
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(-1));
}
​
TEST_F(PrimeTest, Trivial) {
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(0));
  EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(1));
  EXPECT_TRUE(prime.IsPrime(2));
  EXPECT_TRUE(prime.IsPrime(3));
}

输出结果为:

方法2比方法1改进很多,但是依然没有改变代码重复的问题,继续改进,使用循环。

方法3:使用循环消除重复代码。

class PrimeTest : public ::testing::Test {
 protected:
  Prime prime;
};
​
TEST_F(PrimeTest, Negative) {
  auto vec = std::vector<int>{-5, -1, 0, 1};
  for (auto v : vec) {
    EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(v));
  }
}
​
 TEST_F(PrimeTest, Trivial) {
  auto vec2 = std::vector<int>{2, 3, 5, 7};
  for_each(vec2.begin(), vec2.end(), [&](int a) { 
      EXPECT_TRUE(prime.IsPrime(a));
      }
    );
}

输出结果为:

方法3消除了复制代码语句,可以完成同类型参数的测试,但是有一个大问题,很多参数公用一个测试用例,如果某个参数出错,代码不能指示出是哪个test失败了。

// 例如第一个用例有个参数写错了
TEST_F(PrimeTest, Negative) {
  auto vec = std::vector<int>{-5, -1, 0, 2};
  for (auto v : vec) {
    EXPECT_FALSE(prime.IsPrime(v));
  }
}

输出结果是第一个test出错,只能提示到 PrimeTest.Negative失败了。倘若参数列表有很多参数,那么就不容易排查哪里失败了,这违背了测试的基本原则。

[ RUN      ] PrimeTest.Negative
D:\PROJECTS\googletest\googletest\samples\sample6_unittest.cc(297): error: Value of: prime.IsPrime(v)
  Actual: true
Expected: false
[  FAILED  ] PrimeTest.Negative (1 ms)

比如方法1和方法2中的测试,同样的错误可以给出如下详细的错误提示。

[ RUN      ] PrimeTest.Negative
D:\PROJECTS\googletest\googletest\samples\sample6_unittest.cc(277): error: Value of: prime.IsPrime(2)
  Actual: true
Expected: false
[  FAILED  ] PrimeTest.Negative (1 ms)

方法4:幸好gtest给出了解决方案,既能避免重复代码,又能每个测试单独运行每个参数的测试用例,出错后能准确的报告错误的位置。

class PrimeTest : public ::testing::TestWithParam<int> {
 protected:
  Prime prime;
};
​
TEST_P(PrimeTest, ReturnsFalseForNonPrimes) {
  int n = GetParam();
  EXPECT_FALSE(this->prime.IsPrime(n));
}
​
INSTANTIATE_TEST_CASE_P(myParmTest,    // Instance name
                        PrimeTest,     // Test case name
                        testing::Values(-5,0,1,4));  // Type list

第一,PrimeTest继承于TestWithParm<int>; 相当于创建了一个test suite。

第二,使用Test_P创建test case,第一个参数是test fixture类名,第二个参数test case 名。在测试case里,可以使用GetParam获取每个参数,使用this指针使用Prime类实例。

第三,注册测试case,INSTANTIATE_TEST_CASE_P 宏第一个参数是测试的名字,第二个参数是测试fixtue名字或test case名字。第三个参数是需要输入到case里运行的参数列表,使用values接收列表数据。

输出结果如下图,values(-5,0,1,4)合计4个参数,运行4个tests。

对比方法3,如果某个数据测试出错,可以准备报告错误信息。比如testing::Values(-5,0,1,5)),最后一个参数写成5,输出如下。提示最后一个用例test3,参数为5运行失败.

  • myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/3, where GetParam() = 5 (1 ms)

[==========] Running 4 tests from 1 test case.
[----------] Global test environment set-up.
[----------] 4 tests from myParmTest/PrimeTest
[ RUN      ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/0
[       OK ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/0 (0 ms)
[ RUN      ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/1
[       OK ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/1 (0 ms)
[ RUN      ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/2
[       OK ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/2 (0 ms)
[ RUN      ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/3
D:\PROJECTS\googletest\googletest\samples\sample6_unittest.cc(320): error: Value of: this->prime.IsPrime(n)
  Actual: true
Expected: false
[  FAILED  ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/3, where GetParam() = 5 (1 ms)
​

方法5:上面方法4有个明显缺点,test::Values列表的参数只能是符合test case条件的数,即全是测试false的数,如果需要一些素数测试结果也是true的测试,那么就需要再写个test case,这显然不是很好的设计,那么可以考虑把测试的结果true或false也当做参数传递个测试用例,这样就可以在一个test case里实现素数和非素数的测试工作。具体实现也很简单,TestWithParam<T>,当T是一个组合数时,就实现了上述目标。

class PrimeTest : public ::testing::TestWithParam<std::pair<int, bool>>{
 protected:
  Prime prime;
};
​
TEST_P(PrimeTest, ReturnsFalseForNonPrimes) {
  auto parm = GetParam();
  ASSERT_EQ(this->prime.IsPrime(parm.first), parm.second);
}
​
INSTANTIATE_TEST_CASE_P(myParmTest,                     
                        PrimeTest,                     
                        testing::Values(std::make_pair(-5, false),
                            std::make_pair(-5, false),
                            std::make_pair(0, false),
                            std::make_pair(1, false),
                            std::make_pair(4, false),
                            std::make_pair(2, true),
                            std::make_pair(3, true),
                            std::make_pair(5, true)
                            ));

输出结果如下,8个测试用例,5个false和3个true的测试:

如果某个参数测试失败,可以清晰的输出测试错误信息。

[ RUN      ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/3
D:\PROJECTS\googletest\googletest\samples\sample6_unittest.cc(342): error: Expected equality of these values:
  this->prime.IsPrime(parm.first)
    Which is: true
  parm.second
    Which is: false
[  FAILED  ] myParmTest/PrimeTest.ReturnsFalseForNonPrimes/3, where GetParam() = (11, false) (1 ms)

 

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