现代C++:C++里如何进行单元测试?
单元测试已经越来越成为程序员工作密不可分的一部分了。在 C 里我们当然也是可以很方便地进行单元测试的。今天我就来介绍两个单元测试库一个是 Boost.Test [1]一个是 Catch2 [2]。Boost.Test单元测试库有很多我选择 Boost 的原因我在上一讲已经说过“如果我需要某个功能在标准库里没有在 Boost 里有我会很乐意直接使用 Boost 里的方案而非另外去查找。”再说Boost.Test 提供的功能还挺齐全的我需要的都有了。作为开胃小菜我们先看一个单元测试的小例子#define BOOST_TEST_MAIN #include boost/test/unit_test.hpp #include stdexcept void test(int n) { if (n 42) { return; } throw std::runtime_error( Not the answer); } BOOST_AUTO_TEST_CASE(my_test) { BOOST_TEST_MESSAGE(Testing); BOOST_TEST(1 1 2); BOOST_CHECK_THROW( test(41), std::runtime_error); BOOST_CHECK_NO_THROW(test(42)); int expected 5; BOOST_TEST(2 2 expected); BOOST_CHECK(2 2 expected); } BOOST_AUTO_TEST_CASE(null_test) { }我们从代码里可以看到我们在包含单元测试的头文件之前定义了 BOOST_TEST_MAIN。如果编译时用到了多个源文件只有一个应该定义该宏。多文件测试的时候我一般会考虑把这个定义这个宏加包含放在一个单独的文件里只有两行。我们用 BOOST_AUTO_TEST_CASE 来定义一个测试用例。一个测试用例里应当有多个测试语句如 BOOST_CHECK。我们用 BOOST_CHECK 或 BOOST_TEST 来检查一个应当成立的布尔表达式区别下面会讲。我们用 BOOST_CHECK_THROW 来检查一个应当抛出异常的语句。我们用 BOOST_CHECK_NO_THROW 来检查一个不应当抛出异常的语句。之前说过我们可以用下面的命令行来进行编译MSVCcl /DBOOST_TEST_DYN_LINK /EHsc /MD test.cppGCCg -DBOOST_TEST_DYN_LINK test.cpp -lboost_unit_test_frameworkClangclang -DBOOST_TEST_DYN_LINK test.cpp -lboost_unit_test_framework运行结果如下图所示我们现在能看到 BOOST_CHECK 和 BOOST_TEST 的区别了。后者是一个较新加入 Boost.Test 的宏能利用模板技巧来输出表达式的具体内容。但在某些情况下BOOST_TEST 试图输出表达式的内容会导致编译出错这时可以改用更简单的 BOOST_CHECK。不管是 BOOST_CHECK 还是 BOOST_TEST在测试失败时执行仍然会继续。在某些情况下一个测试失败后继续执行后面的测试已经没有意义这时我们就可以考虑使用 BOOST_REQUIRE 或 BOOST_TEST_REQUIRE——表达式一旦失败整个测试用例会停止执行但其他测试用例仍会正常执行。缺省情况下单元测试的输出只包含错误信息和结果摘要但输出的详细程度是可以通过命令行选项来进行控制的。如果我们在运行测试程序时加上命令行参数 --log_levelall或 -l all我们就可以得到下面这样更详尽的输出我们现在额外可以看到在进入、退出测试模块和用例时的提示BOOST_TEST_MESSAGE 的输出正常通过的测试的输出用例里无测试断言的警告使用 Windows 的同学如果运行了测试程序的话多半会惊恐地发现终端上的文字颜色已经发生了变化。这似乎是 Boost.Test 在 Windows 上特有的一个问题建议你把单元测试的色彩显示关掉。你可以在系统高级设置里添加下面这个环境变量也可以直接在命令行上输入set BOOST_TEST_COLOR_OUTPUT0下面我们看一个更真实的例子。假设我们有一个 split 函数定义如下template typename String, typename Delimiter class split_view { public: typedef typename String::value_type char_type; class iterator { … }; split_view(const String str, Delimiter delimiter); iterator begin() const; iterator end() const; vectorbasic_stringchar_type to_vector() const; vectorbasic_string_viewchar_type to_vector_sv() const; }; template typename String, typename Delimiter split_viewString, Delimiter split(const String str, Delimiter delimiter);这个函数的意图是把类似于字符串的类型string 或 string_view分割开并允许对分割的结果进行遍历。为了方便使用结果也可以直接转化成字符串的数组to_vector或字符串视图的数组to_vector_sv。我们不用关心这个函数是如何实现的我们就需要测试一下该如何写呢首先当然是写出一个测试用例的框架把试验的待分割字符串写进去BOOST_AUTO_TEST_CASE(split_test) { string_view str{ grant_typeclient_credential appid secretAPPSECRET}; }最简单直白的测试显然就是用 to_vector 或 to_vector_sv 来查看结果是否匹配了。这个非常容易加进去vectorstring split_result_expected{ , grant_typeclient_ credential, appid, secretAPPSECRET}; auto result split(str, ); auto result_s result.to_vector(); BOOST_TEST(result_s split_result_expected);如果 to_vector 实现正确的话我们现在运行程序就能在终端输出上看到*** No errors detected下面我们进一步检查 to_vector 和 to_vector_sv 的结果是否一致auto result_sv result.to_vector_sv(); BOOST_TEST_REQUIRE( result_s.size() result_sv.size()); { auto it result_sv.begin(); for (auto s : result_s) { BOOST_TEST(s *it); it; } }最后我们再测试可以遍历 result并且结果和之前的相同size_t i 0; auto it result.begin(); auto end result.end(); for (; it ! end i result_s.size(); it) { BOOST_TEST(*it result_s[i]); i; } BOOST_CHECK(it end);而这差不多就接近我实际的 split 测试代码了。完整代码可参见https://github.com/adah1972/nvwa/blob/master/test/boosttest_split.cppBoost.Test 产生的可执行代码支持很多命令行参数可以用 --help 命令行选项来查看。常用的有build_info 可用来展示构建信息color_output 可用来打开或关闭输出中的色彩log_format 可用来指定日志输出的格式包括纯文本、XML、JUnit 等log_level 可指定日志输出的级别有 all、test_suite、error、fatal_error、nothing 等一共 11 个级别run_test 可选择只运行指定的测试用例show_progress 可在测试时显示进度在测试数量较大时比较有用见下图我这儿只是个简单的介绍。完整的 Boost.Test 的功能介绍还是请你自行参看文档。Catch2说完了 Boost.Test我们再来看一下另外一个单元测试库Catch2。仍然是和上一讲里说的一样我要选择 Boost 之外的库一定有一个比较强的理由。Catch2 有着它自己独有的优点只需要单个头文件即可使用不需要安装和链接简单方便可选使用 BDDBehavior-Driven Development风格的分节形式测试失败可选直接进入调试器Windows 和 macOS 上我们拿前面 Boost.Test 的示例直接改造一下#define CATCH_CONFIG_MAIN #include catch.hpp #include stdexcept void test(int n) { if (n 42) { return; } throw std::runtime_error( Not the answer); } TEST_CASE(My first test, [my]) { INFO(Testing); CHECK(1 1 2); CHECK_THROWS_AS( test(41), std::runtime_error); CHECK_NOTHROW(test(42)); int expected 5; CHECK(2 2 expected); } TEST_CASE(A null test, [null]) { }可以看到两者之间的相似性非常多基本只是宏的名称变了一下。唯一值得一提的是测试用例的参数第一项是名字第二项是标签可以一个或多个。你除了可以直接在命令行上写测试的名字不需要选项来选择运行哪个测试外也可以写测试的标签来选择运行哪些测试。这是它在 Windows 下用 MSVC 编译的输出终端的色彩不会被搞乱。缺省的输出清晰程度相当不错。至少在 Windows 下它看起来可能是个比 Boost.Test 更好的选择。但反过来在浅色的终端里Catch2 的色彩不太友好。Boost.Test 在 Linux 和 macOS 下则不管终端的色彩设定都有比较友好的输出。和 Boost.Test 类似Catch2 的测试结果输出格式也是可以修改的。默认格式是纯文本但你可以通过使用 -r junit 来设成跟 JUnit 兼容的格式或使用 -r xml 输出成 Catch2 自己的 XML 格式。这方面它比 Boost.Test 明显易用的一个地方是格式参数大小写不敏感而在 Boost.Test 里你必须用全大写的形式如 -f JUNIT麻烦下面我们通过另外一个例子来展示一下所谓的 BDD [3] 风格的测试。BDD 风格的测试一般采用这样的结构Scenario场景我要做某某事Given给定已有的条件When当某个事件发生时Then那样就应该发生什么如果我们要测试一个容器那代码就应该是这个样子的SCENARIO(Int container can be accessed and modified, [container]) { GIVEN(A container with initialized items) { IntContainer c{1, 2, 3, 4, 5}; REQUIRE(c.size() 5); WHEN(I access existing items) { THEN(The items can be retrieved intact) { CHECK(c[0] 1); CHECK(c[1] 2); CHECK(c[2] 3); CHECK(c[3] 4); CHECK(c[4] 5); } } WHEN(I modify items) { c[1] -2; c[3] -4; THEN(Only modified items are changed) { CHECK(c[0] 1); CHECK(c[1] -2); CHECK(c[2] 3); CHECK(c[3] -4); CHECK(c[4] 5); } } } }你可以在程序前面加上类型定义来测试你自己的容器类或标准容器如 vector。这是一种非常直观的写测试的方式。正常情况下你当然应该看到All tests passed (12 assertions in 1 test case)如果你没有留意到的话在 GIVEN 里 WHEN 之前的代码是在每次 WHEN 之前都会执行一遍的。这也是 BDD 方式的一个非常方便的地方。如果测试失败我们就能看到类似下面这样的信息输出了我存心制造了一个错误如果没有失败的情况下想看到具体的测试内容可以传递参数 --success或 -s。如果你发现 Catch2 的编译速度有点慢的话那我得告诉你那是非常正常的。在你沮丧之前我还应该马上告诉你这在实际项目中完全不是一个问题。因为慢的原因通常主要是构建 Catch2 的主程序部分而这部份在项目中只需要做一次以后不会再有变动。你需要的是分离下面这部分代码在主程序里#define CATCH_CONFIG_MAIN #include catch.hpp只要这两行来单独编译 Catch2 的主程序部分。你的实际测试代码里则不要再定义 CATCH_CONFIG_MAIN 了。你会发现这样一分离后编译速度会大大加快。事实上如果 Catch2 的主程序部分不需要编译的话Catch2 的测试用例的编译速度在我的机器上比 Boost.Test 的还要快。我觉得 Catch2 是一个很现代、很好用的测试框架。它的宏更简单一个 CHECK 可以替代 Boost.Test 中的 BOOST_TEST 和 BOOST_CHECK也没有 BOOST_TEST 在某些情况下不能用、必须换用 BOOST_CHECK 的问题。对于一个新项目使用 Catch2 应该是件更简单、更容易上手的事——尤其如果你在 Windows 上开发的话。目前在 GitHub 上Catch2 的收藏数超过一万复刻fork数达到一千七也已经足以证明它的流行程度。内容小结今天我们介绍了两个单元测试库Boost.Test 和 Catch2。整体上来看这两个都是很优秀的单元测试框架可以满足日常开发的需要。参考资料[1] Gennadiy Rozental and Raffi Enficiaud, Boost.Test. https://www.boost.org/doc/libs/release/libs/test/doc/html/index.html [2] Two Blue Cubes Ltd., Catch2. https://github.com/catchorg/Catch2 [3] Wikipedia, “Behavior-driven development”. https://en.wikipedia.org/wiki/Behavior-driven_development

相关新闻

Beyond Compare 5终极激活指南:3分钟学会专业密钥生成器免费使用

Beyond Compare 5终极激活指南:3分钟学会专业密钥生成器免费使用

Beyond Compare 5终极激活指南:3分钟学会专业密钥生成器免费使用 【免费下载链接】BCompare_Keygen Keygen for BCompare 5 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/bc/BCompare_Keygen 还在为Beyond Compare的30天试用期到期而烦恼吗?每次打开…

2026/8/6 11:19:27 阅读更多 →
Unity游戏AI开发实战:从导航寻路到行为树的智能角色实现

Unity游戏AI开发实战:从导航寻路到行为树的智能角色实现

1. 项目概述:为什么AI角色是游戏开发的“灵魂” 在Unity游戏开发的世界里,NPC(非玩家角色)的智能程度,直接决定了玩家沉浸感的深度。一个只会沿着固定路径巡逻的守卫,和一个能根据玩家行为、环境变化做出动…

2026/8/6 11:19:26 阅读更多 →
Spark公平调度器配置实战:多作业资源隔离与优先级管理

Spark公平调度器配置实战:多作业资源隔离与优先级管理

在实际的大数据项目中,Spark 作业的性能优化和资源管理是决定任务能否按时完成、集群资源是否被高效利用的关键。一个常见的挑战是,当多个作业或同一个作业内的多个任务(例如,一个包含多个 Stage 的复杂 ETL 流水线)同…

2026/8/6 11:18:26 阅读更多 →

最新新闻

代码命名规范实战:Java与Python命名风格详解与最佳实践

代码命名规范实战:Java与Python命名风格详解与最佳实践

1. 背景与核心概念 在软件开发中,命名规范是一个看似基础却至关重要的环节。一个清晰、一致的命名约定,不仅能提升代码的可读性和可维护性,还能在团队协作中减少沟通成本,甚至避免一些潜在的逻辑错误。然而,在实际项目…

2026/8/6 12:16:54 阅读更多 →
C++ Socket编程入门:从零实现Linux TCP客户端服务器通信骨架

C++ Socket编程入门:从零实现Linux TCP客户端服务器通信骨架

1. 项目概述:从零搭建一个C Socket通信骨架 最近在后台看到不少朋友对网络编程,特别是Linux下的Socket通信很感兴趣。这确实是个硬核又实用的技能点,无论是做后台服务、物联网设备对接,还是分布式系统,都绕不开它。很多…

2026/8/6 12:16:54 阅读更多 →
拒绝精致焦虑!“Yes, But”爆火背后洞察小红书用户画像

拒绝精致焦虑!“Yes, But”爆火背后洞察小红书用户画像

最近,你的小红书有没有被 “Yes, But”式晒图刷屏?一格是精致的出片瞬间,一格却是被吹成鸡窝头的狼狈模样。这种表现方式脱胎于俄罗斯插画师 Anton Gudim 的《Yes, But》讽刺插画系列:第一格展示理想/正面场景(Yes&…

2026/8/6 12:16:54 阅读更多 →
Gemini 3.6 Flash 国内怎么调用?不同 API 渠道价格和稳定性对比

Gemini 3.6 Flash 国内怎么调用?不同 API 渠道价格和稳定性对比

Gemini 3.6 Flash 适合做什么?Gemini 3.6 Flash 是 Google 于 2026 年 7 月发布的模型。Oken 页面标注其支持对话、识图、深度思考、编码、长文本处理和多模态融合。它更适合需要兼顾速度和成本的生产力场景,例如代码辅助、文档理解、图片识别、多步骤任…

2026/8/6 12:16:53 阅读更多 →
Fast-GitHub:国内开发者的GitHub下载加速神器,速度提升15倍!

Fast-GitHub:国内开发者的GitHub下载加速神器,速度提升15倍!

Fast-GitHub:国内开发者的GitHub下载加速神器,速度提升15倍! 【免费下载链接】Fast-GitHub 国内Github下载很慢,用上了这个插件后,下载速度嗖嗖嗖的~! 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/fa/Fast…

2026/8/6 12:16:53 阅读更多 →
MCP 协议实战:让 AI Agent 真正连上你的业务系统

MCP 协议实战:让 AI Agent 真正连上你的业务系统

MCP 协议实战:让 AI Agent 真正连上你的业务系统 MCP 正在成为 AI Agent 接入外部工具的"HTTP 时刻"。但读文档和实际落地之间,隔着一个真实的业务系统。 背景 上个月给出海电商团队搭一个运营数据 Agent,需求很朴素:自…

2026/8/6 12:15:53 阅读更多 →

日新闻

深入解析LimboAI C++内核:架构设计与性能优化实战

深入解析LimboAI C++内核:架构设计与性能优化实战

1. 项目概述:为什么我们需要深入LimboAI的C内核?如果你是一名使用Godot引擎的游戏开发者,尤其是对AI行为逻辑有较高要求的项目,那么LimboAI这个名字你大概率不会陌生。它作为Godot 4生态中一个备受瞩目的行为树与状态机插件&#…

2026/8/6 0:00:06 阅读更多 →
Unity 2D游戏敌人AI系统:基于PlayMaker状态机与2D Toolkit的实战开发

Unity 2D游戏敌人AI系统:基于PlayMaker状态机与2D Toolkit的实战开发

1. 项目概述与核心思路大家好,我是老张,一个在游戏开发一线摸爬滚打了十多年的老码农。今天咱们接着聊《空洞骑士》风格2D动作游戏的Demo制作。上一期我们搭好了基础框架,处理了角色移动和碰撞,这一期,我们要让游戏世界…

2026/8/6 0:00:06 阅读更多 →
被动防火门市场前景发展趋势

被动防火门市场前景发展趋势

被动防火门依靠材质结构、密闭构造阻隔烟火蔓延,无需电控启动,是建筑被动消防系统核心构件,行业依托新规管控、城市更新、工业安全升级迎来稳定扩容,整体朝着合规化、专项化、低碳化、智能化方向发展。现阶段 GB12955‑2024 新版国…

2026/8/6 0:00:06 阅读更多 →

周新闻

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

最大流算法详解:从水管网络到Ford-Fulkerson与Dinic实战

1. 从水管网络到最大流:一个核心问题的诞生想象一下,你是一个城市供水系统的总工程师。你的城市有多个水源(水库),需要通过一个复杂的地下管道网络,将水输送到各个居民区。每条管道都有其最大通水能力&…

2026/8/5 15:00:43 阅读更多 →
基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

基于Springboot的企业门户网站(源码+LW+调试文档+讲解)

温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:本人主页置顶文章(点我)开头有 CSDN 平台…

2026/8/5 13:13:56 阅读更多 →
MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

MATLAB xcorr函数详解:从互相关原理到四大实战应用

1. 从一次信号“找茬”说起:为什么我们需要互相关几年前,我在处理一组声学传感器数据时遇到了一个棘手的问题。我有两个麦克风记录了一段相同的音频信号,理论上它们接收到的声音波形应该非常相似,只是由于麦克风位置不同&#xff…

2026/8/5 10:20:36 阅读更多 →

月新闻

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南

免费解锁百度网盘SVIP加速:macOS用户必备的下载提速终极指南 【免费下载链接】BaiduNetdiskPlugin-macOS For macOS.百度网盘 破解SVIP、下载速度限制~ 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ba/BaiduNetdiskPlugin-macOS 还在为百度网盘macOS版的龟速下…

2026/8/5 23:28:39 阅读更多 →
终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换

终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换

终极ncmdump指南:3分钟实现网易云NCM音乐解密与格式转换 【免费下载链接】ncmdump 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ncmd/ncmdump 还在为网易云音乐下载的NCM格式文件无法在其他播放器播放而烦恼吗?ncmdump解密工具帮你轻松解决这个困…

2026/8/5 21:00:14 阅读更多 →
HarmonyOS 应用开发《掌上英语》第81篇: 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手

HarmonyOS 应用开发《掌上英语》第81篇: 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手

AgentCard 智能体卡片:为英语学习 App 打造桌面级学习助手适用平台:HarmonyOS 7.0 (API 26 Beta)一、引言 HarmonyOS 7.0(API 26 Beta)新增了 AgentCard 智能体卡片能力,这是继 HMAF(鸿蒙智能体框架&#x…

2026/8/5 23:46:51 阅读更多 →