介紹

Google Test（GTest）是 Google 開源的 C++ 單元測試框架，它提供了簡單易用的斷言、測試夾具（Fixtures）和測試運行機制，使 C++ 開發者能夠編寫高效的單元測試。

本博客將介紹如何在 macOS 上使用 CLion 配置 Google Test 進行 C++ 單元測試，包括安裝 Google Test、配置 CMakeLists.txt、編寫和運行測試代碼，以及如何測試類和使用測試夾具。

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1. 安裝 Google Test

Google Test 在 macOS 上可以使用 Homebrew 安裝：

brew install googletest

安裝完成后，庫文件通常會存放在 /usr/local/Cellar/googletest/ 目錄下（具體路徑可通過 brew info googletest 查看）。

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2. 創建 CLion 項目

1. 打開 CLion，選擇 New Project。
2. 選擇 C++ Executable，然后點擊 Create 創建一個項目。

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3. 配置 CMakeLists.txt

方式 1：使用 Homebrew 安裝的 Google Test

如果通過 brew install googletest 安裝了 Google Test，可以這樣配置 CMakeLists.txt：

cmake_minimum_required(VERSION 3.30)
project(MyGoogleTestProject)set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)# 查找 Google Test
find_package(GTest REQUIRED)
include_directories(${GTEST_INCLUDE_DIRS})# 添加測試文件
add_executable(MyGoogleTestProject main.cpp)# 鏈接 Google Test 庫
target_link_libraries(MyGoogleTestProject GTest::GTest GTest::Main pthread)# 啟用測試
enable_testing()
add_test(NAME MyGoogleTestProject COMMAND MyGoogleTestProject)

方式 2：使用 Git 方式引入 Google Test

如果希望將 Google Test 作為項目的一部分，可以在 CMakeLists.txt 中手動拉取 Google Test：

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyGoogleTestProject)set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)# 下載 Google Test（如果未安裝）
include(FetchContent)
FetchContent_Declare(googletestURL https://github.com/google/googletest/archive/refs/heads/main.zip
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)# 添加測試源碼文件
add_executable(my_test test.cpp)# 鏈接 Google Test
target_link_libraries(my_test gtest gtest_main)# 啟用測試
enable_testing()

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4. 編寫測試代碼

在項目根目錄下創建 main.cpp 文件，并編寫測試代碼，例如：

#include <gtest/gtest.h>// 測試函數
int Add(int nA, int nB) {return nA + nB;
}// 測試用例
TEST(AddTest, HandlesPositiveNumbers) {EXPECT_EQ(Add(2, 3), 5);
}TEST(AddTest, HandlesNegativeNumbers) {EXPECT_EQ(Add(-2, -3), -5);
}// 主函數
int main(int argc, char **argv) {::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);return RUN_ALL_TESTS();
}

如果需要測試類的成員函數如下：

• 創建 Calculator 類，該類提供加法和減法功能。
• 編寫 Google Test 測試。

Calculator 類的頭文件：

#ifndef CALCULATOR_H
#define CALCULATOR_Hclass Calculator {
public:int Add(int nA, int nB);int Subtract(int nA, int nB);
};#endif // CALCULATOR_H

Calculator 類的源文件：

#include "Calculator.h"int Calculator::Add(int nA, int nB) {return nA + nB;
}int Calculator::Subtract(int nA, int nB) {return nA - nB;
}

為 Calculator 編寫測試，創建 calculator_test.cpp 文件：

#include <gtest/gtest.h>
#include "Calculator.h"// 測試 Add 方法
TEST(CalculatorTest, HandlesAddition) {Calculator calculator;EXPECT_EQ(calculator.Add(3, 4), 7);EXPECT_EQ(calculator.Add(-2, -5), -7);EXPECT_EQ(calculator.Add(10, -5), 5);
}// 測試 Subtract 方法
TEST(CalculatorTest, HandlesSubtraction) {Calculator calculator;EXPECT_EQ(calculator.Subtract(10, 3), 7);EXPECT_EQ(calculator.Subtract(5, 8), -3);EXPECT_EQ(calculator.Subtract(-5, -10), 5);
}

測試類的成員函數的結果：

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5. 運行 Google Test

方法 1：手動運行

在 CLion 終端中執行：

cmake --build .
./MyGoogleTestProject

你應該會看到 Google Test 的輸出結果。

方法 2：CLion 直接運行

1. 在 CLion 運行
   

2. 使用 Google Test 配置

   • 點擊 CLion 頂部菜單 “Run” > “Edit Configurations…”
   • 點擊 “+” 號，選擇 Google Test
   • 選擇 Target，然后應用并運行

3. 查看測試結果
   在 CLion 底部的 “Test Runner” 窗口，你可以看到測試是否通過。

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6. 添加更多測試

如果你有多個測試文件，比如 math_test.cpp 和 string_test.cpp，可以這樣修改 CMakeLists.txt：

add_executable(math_test math_test.cpp)
add_executable(string_test string_test.cpp)target_link_libraries(math_test GTest::GTest GTest::Main)
target_link_libraries(string_test GTest::GTest GTest::Main)add_test(NAME MathTest COMMAND math_test)
add_test(NAME StringTest COMMAND string_test)

然后在終端運行：

ctest

這樣可以一次性運行所有測試。

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7. 處理 Google Test 斷言

Google Test 斷言分為 ASSERT_ 和 EXPECT_：

• EXPECT_EQ(a, b): 繼續運行，報告錯誤
• ASSERT_EQ(a, b): 立即終止當前測試

例如：

TEST(SampleTest, Example) {ASSERT_EQ(1, 1); // 通過EXPECT_EQ(1, 2); // 失敗，但繼續執行ASSERT_EQ(1, 2); // 失敗，測試終止
}

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8. 使用 Google Test Fixtures

Google Test 提供 Fixture（測試夾具），用于在多個測試用例間共享資源：

class MyTestFixture : public ::testing::Test {
protected:void SetUp() override { nValue = 5; } // 每個測試前執行void TearDown() override { }          // 每個測試后執行int nValue;
};TEST_F(MyTestFixture, TestAddition) {EXPECT_EQ(nValue + 5, 10);
}

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總結

1. 安裝 Google Test (brew install googletest 或 CMake FetchContent)
2. 配置 CMakeLists.txt
3. 編寫 Google Test 代碼
4. 運行 Google Test
5. 在 CLion 進行 Google Test 配置
6. 使用 CTest 運行所有測試
7. 使用斷言 EXPECT_ / ASSERT_
8. 使用 Test Fixture 進行高級測試

這樣，你就能在 macOS + CLion 環境下使用 Google Test 進行 C++ 單元測試了！🚀