GoogleC++TestingFramework（簡稱gtest，http：//code。google。com/p/googletest/）是Google公司釋出的一個開源C/C++單元測試框架，已被應用於多個開源專案及Google內部專案中，知名的例子包括ChromeWeb瀏覽器、LLVM編譯器架構、ProtocolBuffers資料交換格式及工具等。

優秀的C/C++單元測試框架並不算少，相比之下gtest仍具有明顯優勢。與CppUnit比，gtest需要使用的標頭檔案和函式巨集更集中，並支援測試用例的自動註冊。與CxxUnit比，gtest不要求Python等外部工具的存在。與Boost。Test比，gtest更簡潔容易上手，實用性也並不遜色。Wikipedia給出了各種程式語言的單元測試框架列表（

一、基本用法

gtest當前的版本是1。5。0，如果使用VisualC++編譯，要求編譯器版本不低於7。1（VisualC++2003）。如下圖所示，它的msvc資料夾包含VisualC++工程和專案檔案，samples資料夾包含10個使用範例。

一般情況下，我們的單元測試程式碼只需要包含標頭檔案gtest。h。gtest中常用的所有結構體、類、函式、常量等，都通過名稱空間testing訪問，不過gtest已經把最簡單常用的單元測試功能包裝成了一些帶引數巨集，因此在簡單的測試中常常可以忽略名稱空間的存在。

按照gtest的叫法，巨集TEST為特定的測試用例（TestCase）定義了一個可執行的測試（Test）。它接受使用者指定的測試用例名（一般取被測物件名）和測試名作為引數，並劃出了一個作用域供填充測試巨集語句和普通的C++程式碼。一系列TEST的集合就構成一個簡單的測試程式。

常用的測試巨集如下表所示。以ASSERT_開頭和以EXPECT_開頭的巨集的區別是，前者在測試失敗時會給出報告並立即終止測試程式，後者在報告後繼續執行測試程式。

寫個簡單的測試試一下。假設我們實現了一個加法函式：

　對應的單元測試程式可以這樣寫：

程式碼中，測試用例Add包含兩個測試，正數和負數（這裡利用了VisualC++2005以上允許識別符號包含Unicode字元的特性）。編譯執行效果如下：

在控制檯介面中，通過的測試用綠色表示，失敗的測試用紅色表示。雙橫線分隔了不同的測試用例，其中包含的每個測試的啟動與結果用單橫線和RUN。。。OK或RUN。。。FAILED標出。失敗的測試會打印出程式碼行和原因，測試程式最後為所有用例和測試顯示統計結果。建議讀者試一下換成ASSERT_巨集的不同之處。

每個測試巨集還可以使用<<運算子在測試失敗時輸出自定義資訊，如：

編譯命令列中，gtest_mt。lib和gtest_main_mt。lib就是前面使用VC專案檔案生成的靜態庫。有意思的是，測試程式碼不需要註冊測試用例，也不需要定義main函式，這是gtest通過後一個靜態庫自動完成的，它的實現程式碼如下：

其中，函式InitGoogleTest負責註冊需要執行的所有測試用例，巨集RUN_ALL_TEST負責執行所有測試，如果全部成功則返回0，否則返回1。當然，我們也可以僅連結gtest_mt。lib，自己提供main函式。

二、測試韌體

很多時候，我們想在不同的測試執行前建立相同的配置環境，在測試執行結束後執行相應的清理工作，測試韌體（TestFixture）為這種需求提供了方便。“Fixture”是一個漢語中不易直接對應的詞，《美國傳統詞典》對它的解釋是“（作為附屬物的）固定裝置；被固定的狀態”。在單元測試中，Fixture的作用是為測試建立輔助性的上下文環境，實現測試的初始化和終結與測試過程本身的分離，便於不同測試使用相同程式碼來搭建固定的配置環境。用體操比賽的說法，測試過程體現了特定測試的自選動作，測試韌體則體現了對一系列測試（在開始和結束時）的規定動作。有些講單元測試的書籍直接把測試韌體稱為Scaffolding（腳手架）。

使用測試韌體比單純呼叫TEST巨集稍微麻煩一些：

1、從gtest的testing：：Test類派生一個類，用public或protected定義以下所有成員。

2、（可選）建立環境：使用預設建構函式，或定義一個虛成員函式virtualvoidSetUp（）。

3、（可選）銷燬環境：使用解構函式，或定義一個虛成員函式virtualvoidTearDown（）。

4、用TEST_F定義測試，寫法與TEST相同，但測試用例名必須為上面定義的類名。

每個帶韌體的測試的執行順序是：

1、呼叫預設建構函式建立一個新的帶韌體物件。

2、立即呼叫SetUp函式。

3、執行TEST_F體。

4、立即呼叫TearDown函式。

5、呼叫解構函式銷燬類物件。

從gtest的實現程式碼可以看到，TEST_F又從使用者定義的類自動派生了一個類，因此要求public或protected的訪問許可權；大括號裡的內容被擴充套件成一個名為TestBody的虛成員函式的函式體，因此可以在其中直接訪問成員變數和成員函式。其實TEST也採用了相同的實現機制，只是它直接從gtest的testing：：Test自動派生類，所以可以指定任意用例名。testing：：Test類的SetUp和TearDown都是空函式，所以它只執行測試步驟，沒有環境的建立和銷燬。

借用上面Add函式寫個韌體測試的例子：

編譯執行效果如下：

必須強調，每個TEST_F開始都建立了一個新的帶韌體物件，因此每個測試都使用獨立的完全相同的初始環境，各測試可以按任意順序執行（參見--gtest_shuffle命令列選項）。但在某些情況下，我們可能需要在各個測試間共享一個相同的環境來儲存和傳遞狀態，或者環境的狀態是隻讀的，可以只初始化一次，再或者建立環境的過程開銷很高，要求只初始化一次。共享某個韌體環境的所有測試合稱為一個“測試套件”（TestSuite），gtest中利用靜態成員變數和靜態成員函式實現這個概念：

1、（可選）在testing：：Test的派生類中，定義若干靜態成員變數來維護套件的狀態。

2、（可選）建立共享環境：定義一個靜態成員函式staticvoidSetUpTestCase（）。

3、（可選）銷燬共享環境：定義一個靜態成員函式staticvoidTearDownCase（）。

另外，還可以使用gtest的Environment類來建立和銷燬所有測試共用的全域性環境（對應於上圖顯示的“Globaltestenvironmentset-up”和“Globaltestenvironmenttear-down”）：

gtest文件建議測試程式自己定義main函式並在其中建立和註冊全域性環境物件：

三、異常測試

C程式中要返回出錯資訊，可以利用特定的函式返回值、函式的輸出（outbound）引數、或者設定全域性變數（如C標準庫定義的errno，Windows API中的“上次錯誤”（last error）程式碼，Winsock中與每個socket相關聯的錯誤程式碼）。C++程式常用異常（exception）來返回出錯資訊，gtest為異常測試提供了專用的測試巨集：

需要注意，這些測試巨集都接受C/C++語句作為引數，所以既可以像前面那樣傳遞表示式，也可以傳遞用大括號包起來的程式碼塊。

藉助下面的被測函式：

測試程式如下：

編譯執行效果如下：

容易想到，gtest的這些異常測試巨集是用C++的try。。。catch語句來實現的：

如果把上圖中Visual C++的編譯選項/EHsc換成/EHa，try 。。。 catch就可以同時支援C++風格的異常和Windows系統的結構化異常（SEH）。這樣，即使刪掉divide函式裡的if判斷，測試程式碼的EXPECT_ANY_THROW巨集也會成功捕獲異常。

遺憾的是，目前僅使用這些測試巨集無法得到獲得被丟擲異常的詳細資訊（如divide函式中的報錯文字），這和gtest自身不願意使用C++異常有關。

四、值引數化測試

有些時候，我們需要對程式碼實現的功能使用不同的引數進行測試，比如使用大量隨機值來檢驗演算法實現的正確性，或者比較同一個介面的不同實現之間的差別。gtest把“集中輸入測試引數”的需求抽象出來提供支援，稱為值引數化測試（Value Parameterized Test）。

值引數化測試包括4個步驟：

1、從gtest的TestWithParam模板類派生一個類（記為C），模板引數為需要輸入的測試引數的型別。由於TestWithParam本身是從Test派生的，所以C就成了一個測試韌體類。

2、在C中，可以實現諸如SetUp、TearDown等方法。特別地，測試引數由TestWithParam實現的GetParam（）方法依次返回。

3、使用TEST_P（而不是TEST_F）定義測試。

4、使用INSTANTIATE_TEST_CASE_P巨集集中輸入測試引數，它接受3個引數：任意的文字字首，測試類名（這裡即為C），以及測試引數值序列。gtest框架依次使用這些引數值生成測試韌體類例項，並執行使用者定義的測試。

gtest提供了專門的模板函式來生成引數值序列，如下表所示：

寫個小程式試一下。假設我們實現了一種快速累加演算法，希望使用另一種直觀演算法進行正確性校驗。演算法實現和測試程式碼如下：

測試程式如下：

注意TestWithParam的模板引數設定為unsigned型別，而在程式碼倒數第2行，兩個常量值都加了u字尾來指定為unsigned型別。熟悉C++的讀者應該知道，模板函式在進行型別推斷（deduction）時匹配相當嚴格，不像普通函式那樣允許型別提升（promotion）。如果上面省略u字尾，就會造成編譯錯誤。當然還可以顯式指定模板引數：testing：：Range（1， 1000）。