实践单元测试与白盒测试很容易——基于C语言实现单元测试框架

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说到单元测试或者白盒测试，大家的条件反射是：

1）复杂：需要学习大量的测试理论，学会困难的工具软件；

2）费时：编写测试程序需要耗费大量的时间；

3）无效：做了单元测试也没啥用处。

其实单元测试、白盒测试的特点，与大家所想象的正好相反，它们的特点是：

1）简单：不需要学习测试理论、甚至不需要学习工具软件就可以实施；

2）轻松：在编写业务代码的同时，可以轻易地完成测试代码的编写；

3）有效：据统计，80%的故障可以通过单元测试阶段排除，极大提升软件质量，为企业创造巨大收益。

这里，我们介绍一下单元测试、白盒测试的概念，然后提供一个可以运行的简单程序，让您开心地在工作中运用起来。

1、单元测试、白盒测试的概念

单元测试：对程序的最小单元进行测试，C语言的最小单元是函数；

白盒测试：根据源代码执行测试的方法。

如果不纠结测试理论，我们可以这样简单地认为：“单元测试是最有效的白盒测试”，“要做白盒测试，做好单元测试就够了！”

下面，我们用实际的例子，做一个单元测试。

2、建立目录

建立一个service目录，作为软件源代码的根目录。

在service目录下，建立src、test、obj、bin四个子目录，功能分别为：

src：存放业务功能的代码；

test：存放单元测试的代码；

obj：存放编译生成的目标文件；

bin：存放编译输出的可执行文件。

3、在src目录中建立Func.c和Func.h文件

Func.c文件的源码如下：

#include "Func.h" int IsCapitalChar(char cLetter) { if (cLetter >= 'a' && cLetter <= 'z') { return 0; } return 1; }

Func.h文件的源代码如下：

#ifndef __FUNC_H__ #define __FUNC_H__ int IsCapitalChar(char cLetter); #endif//__FUNC_H__

这两个文件，功能就是判断一个字母是否为大写字母。

4、在src目录中建立DebugDefine.h文件

#ifndef __DEBUG_DEFINE_H__ #define __DEBUG_DEFINE_H__ //#define DEBUG_MODE #endif//__DEBUG_DEFINE_H__

这个文件的功能是定义调试开关，如果需要进行单元测试，则去掉DEBUG_MODE前面的注释符，表示不进行单元测试，则将DEBUG_MODE的宏定义注释掉。

5、在test目录中建立Assert.c和Assert.h文件

Assert.c文件的源代码为：

#include <stdio.h> #include "../src/DebugDefine.h" #include "Assert.h" #ifdef DEBUG_MODE struct AssertInfo { int m_iTotalTests; int m_iPassedTests; int m_iUnpassedTests; }; static struct AssertInfo s_assertInfo; void InitAssertInfo() { s_assertInfo.m_iTotalTests = 0; s_assertInfo.m_iPassedTests = 0; s_assertInfo.m_iUnpassedTests = 0; } void Assert(const char* pcFileName, int iFileLine, int iPassed) { s_assertInfo.m_iTotalTests++; if (iPassed) { s_assertInfo.m_iPassedTests++; } else { s_assertInfo.m_iUnpassedTests++; } printf("%s[%d] %s Total: %d, Passed: %d, Unpassed:%d \n", pcFileName, iFileLine, iPassed?" SUCCESSFUL ":" FAILED ", s_assertInfo.m_iTotalTests, s_assertInfo.m_iPassedTests, s_assertInfo.m_iUnpassedTests); } #endif//DEBUG_MODE

Assert.h文件的源代码为：

#ifndef __ASSERT_H__ #define __ASSERT_H__ #include <stdio.h> #include "../src/DebugDefine.h" #ifdef DEBUG_MODE void InitAssertInfo(); void Assert(const char* pcFileName, int iFileLine, int iPassed); #define ASSERT_TEST(iPassed) Assert(__FILE__, __LINE__, iPassed) #else//DEBUG_MODE #define InitAssertInfo() NULL #define Assert() NULL #define ASSERT_TEST(iPassed) NULL #endif//DEBUG_MODE #endif//__ASSERT_H__

6、在test目录中建立FuncTest.c和FuncTest.h文件

FuncTest.c和FuncTest.h为单元测试用例的代码。

FuncTest.c的源代码为：

#include "../src/Func.h" #include "Assert.h" #include "FuncTest.h" void TestIsCapitalChar() { ASSERT_TEST(IsCapitalChar('A')); ASSERT_TEST(!IsCapitalChar('a')); ASSERT_TEST(IsCapitalChar('Z')); ASSERT_TEST(!IsCapitalChar('z')); ASSERT_TEST(!IsCapitalChar('0')); ASSERT_TEST(!IsCapitalChar('#')); }

FuncTest.h的源代码为：

#ifndef __FUNC_TEST_H__ #define __FUNC_TEST_H__ void TestIsCapitalChar(); #endif//__FUNC_TEST_H__

7、在test目录中建立MainTest.c和MainTest.h文件

MainTest.c文件的源代码为：

#include "../src/DebugDefine.h" #include "Assert.h" #include "FuncTest.h" #include "MainTest.h" #ifndef DEBUG_MODE void TestMain() { } #else//DEBUG_MODE void TestMain() { InitAssertInfo(); TestIsCapitalChar(); } #endif//DEBUG_MODE

MainTest.h文件的源代码为：

#ifndef __MAIN_TEST_H__ #define __MAIN_TEST_H__ void TestMain(); #endif//__MAIN_TEST_H__

8、在src目录中建立Main.c文件

Main.c文件的源代码为：

#include <stdio.h> #include "Func.h" #include "../test/MainTest.h" int main() { TestMain(); if (IsCapitalChar('A')) { printf("A is capital.\n"); } return 0; }

9、在根目录下建立Makefile文件

Makefile文件的内容如下：

CC = gcc TARGETFILE = bin/service.bin OBJFILES = obj/Main.o \ obj/Func.o \ obj/Assert.o \ obj/MainTest.o \ obj/FuncTest.o APPLICATION_SOURCE_DIR = -I src/ -I test/ INCLUDEFILES = src/Func.h \ src/DebugDefine.h \ test/Assert.h \ test/FuncTest.h \ test/MainTest.h .PHONY: build build: $(TARGETFILE) @echo " build $(TARGETFILE) successfully." @echo clean: rm -f obj/*.o $(TARGETFILE): $(OBJFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -o $(TARGETFILE) $(OBJFILES) $(LINKLIBS) obj/Main.o: src/Main.c $(INCLUDEFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -c src/Main.c -o obj/Main.o obj/Func.o: src/Func.c $(INCLUDEFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -c src/Func.c -o obj/Func.o obj/FuncTest.o: test/FuncTest.c $(INCLUDEFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -c test/FuncTest.c -o obj/FuncTest.o obj/Assert.o: test/Assert.c $(INCLUDEFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -c test/Assert.c -o obj/Assert.o obj/MainTest.o: test/MainTest.c $(INCLUDEFILES) $(CC) $(INCLUDEDIRS) -c test/MainTest.c -o obj/MainTest.o

10、执行单元测试

执行单元测试，只需要打开DEBUG_MODE开关。下面是文件内容、编译过程、显示文件大小、执行程序的完整图片。

可以看到，当我们打开DEBUG_MODE开关后，生成的service.bin文件大小为8992字节，执行程序时，会执行单元测试，显示单元测试的情况。

11、发布正式版本

执行单元测试，只需要关闭DEBUG_MODE开关。下面是文件内容、编译过程、显示文件大小、执行程序的完整图片。

可以看到，当我们关闭DEBUG_MODE开关后，生成的service.bin文件大小为8832字节，执行程序时，没有单元测试的内容了。

12、总结

上面的代码，可以分成下面几类：

Main.c、Func.c、Func.h是我们正常开发需要编写的业务代码；

DebugDefine.h、Assert.c、Assert.h是单元测试框架，我们直接拿过来用即可，不需要开发；

MainTest.c、MainTest.h、FuncTest.c、FuncTest.h是单元测试用例代码，随着业务代码的增加，单元测试代码也会增加，但是编写难度很低。

所以，编写单元测试代码、执行白盒测试是简单、轻松的事情。

推荐一本不错的C语言书籍，希望大家喜欢：