Glib 对 C 函数进行单元测试
1. Glib 单元测试框架
Glib 为单元测试提供了一套完整的测试框架,每个测试运行包括以下几个部分
- 测试数据结构
- 测试 setup 与 teardown 函数
- 测试函数
2. 单元测试数据结构
在一组测试中使用的元素称为一个 fixture,Glib 要求每个 fixture 都是一个结构,所以我们需要声明一个结构体,包含我们测试数据或是对象。
/** fixture for Glib test */
typedef struct Matrix2dTest
{
Matrix2d mat; ///< test object
double TOL; ///< maximum error
} Matrix2dTest;
如上代码中定义了我们测试所需结构体 Matrix2dTest
,结构体中元素 mat
即为后面进行测试的对象(结构体)。
3. 测试环境构建
在每个测试函数运行前,可能都需要进行一系列初始化和后处理操作。Glib 运行时将这两个过程函数作为参数传给测试函数,如此一来,每个测试函数都可以生成一个新的程序来运行,并且互不影响。
添加测试函数的语句是
g_test_add("/MatUtils/Test_inverseMatrix2d", // test label
Matrix2dTest, // test structure
NULL, // input user data
Setup_Matrix2dTest, // setup function
Test_inverseMatrix2d, // test function
Teardown_Matrix2dTest); // teardown function
其中,Matrix2dTest
和 NULL
为测试函数输入参数,Test_inverseMatrix2d
为测试函数,Setup_Matrix2dTest
和 Teardown_Matrix2dTest
为测试初始化和后处理函数。
在调用测试函数时候,Glib 通过 fork 系统调用生成新的线程来测试失败。运行 g_test_run()
语句即可运行所有测试,具体执行命令可参见第5节。
4. 单元测试函数
由于测试框架是确定的,因此单元测试函数参数也是固定的。在上面测试中,我们添加测试函数名为 Test_inverseMatrix2d
,函数完整定义为
static void
Test_inverseMatrix2d(Matrix2dTest* mattest, const void* test_data)
{
Matrix2d mat1;
mallocMatrix2d(3, 3, &mat1);
copyMatrix2d(mattest->mat, &mat1);
inverseMatrix2d(mat1);
Matrix2d mat2;
mallocMatrix2d(3, 3, &mat2);
multiplyMatrix2d(mattest->mat, mat1, 1.0, 0.0, mat2);
g_assert(fabs(mat2.ets[0][0] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[1][1] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[2][2] - 1.0) < mattest->TOL);
freeMatrix2d(mat1);
freeMatrix2d(mat2);
}
可以看到,由于函数只有文件内测试用,因此声明为 static 函数。函数有两个参数,第一个为 mattest 类型指针,第二个为传入用户数据,由于我们不需要其他数据,因此调用时传入 NULL
。
这个测试主要用来测试矩阵求逆过程,计算完成后将逆矩阵与矩阵相乘,看结果是否为单元矩阵。最后的判断采用如下语句
g_assert(fabs(mat2.ets[0][0] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[1][1] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[2][2] - 1.0) < mattest->TOL);
5. 完整测试函数
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include "MatUtils.h"
#include <glib.h>
/** fixture for Glib test */
typedef struct Matrix2dTest
{
Matrix2d mat; ///< test object
double TOL; ///< maximum error
} Matrix2dTest;
static void
Setup_Matrix2dTest(Matrix2dTest* mattest, const void* test_data)
{
mallocMatrix2d(3, 3, &(mattest->mat));
double vt[] = {
3.0, -1.0, -1.0, 4.0, -2.0, -1.0, -3.0, 2.0, 1.0,
};
mattest->TOL = 1e-6;
setMatrix2dFromArray(vt, mattest->mat);
}
static void
Teardown_Matrix2dTest(Matrix2dTest* mattest, const void* test_data)
{
freeMatrix2d(mattest->mat);
}
static void
Test_inverseMatrix2d(Matrix2dTest* mattest, const void* test_data)
{
Matrix2d mat1;
mallocMatrix2d(3, 3, &mat1);
copyMatrix2d(mattest->mat, &mat1);
inverseMatrix2d(mat1);
Matrix2d mat2;
mallocMatrix2d(3, 3, &mat2);
multiplyMatrix2d(mattest->mat, mat1, 1.0, 0.0, mat2);
g_assert(fabs(mat2.ets[0][0] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[1][1] - 1.0) < mattest->TOL);
g_assert(fabs(mat2.ets[2][2] - 1.0) < mattest->TOL);
freeMatrix2d(mat1);
freeMatrix2d(mat2);
}
int
main(int argc, char** argv)
{
g_test_init(&argc, &argv, NULL);
g_test_add("/MatUtils/Test_inverseMatrix2d", // test label
Matrix2dTest, // test structure
NULL, // input user data
Setup_Matrix2dTest, // setup function
Test_inverseMatrix2d, // test function
Teardown_Matrix2dTest); // teardown function
return g_test_run();
}
编译时由于需要链接 Glib 函数库所以需要添加一些附加命令。这里我采用的是 cmake 软件编译,在工程根目录的 CMakeLists.txt
中直接添加如下命令添加 Glib 头文件和库文件目录,
find_package(PkgConfig REQUIRED)
pkg_check_modules(GLIB REQUIRED glib-2.0>=2.23)
include_directories(${GLIB_INCLUDE_DIRS})
link_directories(${GLIB_LIBRARY_DIRS})
在测试函数所在的文件夹内 CMakeLists.txt
中,则添加如下命令编译测试函数
target_link_libraries(MatUtilsTest matutils ${GLIB_LIBRARIES})
如此便可对测试函数进行正确的编译和链接了。
获得可执行的测试函数后,用过命令
gtester -k -o=test.xml ./MatUtilsTest
生成测试结果文件 test.xml
,再利用语句 gtester-report 命令即可将 XML 文件转化为 html 文件,并用留浏览器打开。
gtester-report test.xml > test.html
但是不知什么原因,在我的 Macbook 笔记本上出现错误
➜ build gtester-report test.xml > test.html
Traceback (most recent call last):
File "/usr/local/bin/gtester-report", line 490, in <module>
main()
File "/usr/local/bin/gtester-report", line 484, in main
HTMLReportWriter(rr.get_info(), rr.binary_list()).printout()
File "/usr/local/bin/gtester-report", line 348, in printout
self.handle_info ()
File "/usr/local/bin/gtester-report", line 242, in handle_info
self.oprint ('<h3>Package: %(package)s, version: %(version)s</h3>\n' % self.info)
KeyError: 'package'
通过搜索我发现是 xml 文件缺少内容所致 Running gtester-report on gtester output raises KeyError。打开 xml 文件,在 <gtester>
字段内添加
<info>
<package>PACKAGENAME</package>
<version>VERSION</version>
<revision>REVISION</revision>
语句,声明软件名和软件版本。如此便可得到可视化的测试结果,如图所示:
参考文献
https://segmentfault.com/a/1190000003996312
Ben Klemens. C程序设计新思维[M]. 人民邮电出版社, 2015.
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