2025年基本概述 - Catch（一）

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

前言

如果你见过我，你可能会知道我是自动化测试的忠实信徒。即使对于小型项目，我也倾向于在早期实施一些测试，对于大型项目，我认为测试是绝对必要的。我可以花很长时间来讲为什么测试很重要，而你应该这样做，但这不是今天的主题。相反，我将介绍为什么我将所有单元测试从Google Test（我之前使用的测试框架）移至Catch，并阐明了我如何做到这一点。在我们开始讨论之前，让我们回顾一下我是如何进入Google Test以及为什么我想首先改变一些东西。

一个简短的历史

许多月前这篇博文让我对单元测试很感兴趣。鉴于我没有任何经验，并且由于UnitTest ++看起来和任何其他框架一样好，我使用它编写了我的初始测试。这是在2008年左右的某个时候。在2010年，我对UnitTest ++感到有点沮丧，因为开发并不是那么强大，我希望有更多的测试宏用于字符串比较等等。长话短说，我最终将所有测试移植到Google Test。

在当世，Google Test是在 Google Code,上开发的，确实经常版本发布，但不是经常。将Google Test捆绑到单个文件中需要运行一个单独的工具（而且它仍然这样。）。我最终使用Google Test进行了所有测试 - 其中大约有3000个测试，其中包含大量Fixtures。在开发时，我在每个构建上运行单元测试，所以我还写了一个自定义报告者，所以我的控制台输出如下所示：

SUCCESS (11 tests, 0 ms) SUCCESS (1 tests, 0 ms) SUCCESS (23 tests 1 ms)

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您可能想知道为什么还会记录时间：鉴于每次编译都运行测试，它们运行得更快，所以我总是关注测试时间，如果事情开始变慢，我可以移动它进入一个单独的测试套件。

多年来，这对我很有帮助，但我对Google Test仍有一些抱怨。首先，很明显这个项目是由谷歌开发的，所以他们的方向 - 死亡测试等 - 并没有让我的生活更简单。与此同时，我的视野里出现了一个新的框架：Catch。

Get Started

下载Catch头文件

github.com/catchorg/Catch2 下载catch2.hpp文件
将catch2.hpp文件放入到本地项目

创建测试项目，目录结构如下

讯享网. ├── build ├── CMakeLists.txt ├── main.cpp └── tests ├── catch.hpp └── test.cpp

写测试demo的测试test.cpp

#define CATCH_CONFIG_MAIN // This tells Catch to provide a main() - only do this in one cpp file #include "catch.hpp" unsigned int Factorial( unsigned int number ) { return number <= 1 ? number : Factorial(number-1)*number; } TEST_CASE( "Factorials are computed", "[factorial]" ) { REQUIRE( Factorial(1) == 1 ); REQUIRE( Factorial(2) == 2 ); REQUIRE( Factorial(3) == 6 ); REQUIRE( Factorial(10) ==  ); }

编译

1.修改CMakeLists.txt：

讯享网cmake_minimum_required(VERSION 3.14) project(catchDemo) set(CMAKE_CXX_STANDARD 14) add_executable(catchDemo tests/test.cpp)

2.编译

cd build cmake ../ make

3.获得可执行文件

运行可执行文件

./catchDemo
得到运行结果

接触Catch

你可能会问为什么要使用Catch？对我来说，主要有这几个原因：

简单的设置 - 它总是只需要一个头文件，不需要手动组合。
没有Fix图热水！
更具表现力的匹配者。

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讯享网TEST_CASE("DateTime", "[core]") { const DateTime dt (1969, 7, 20, 20, 17, 40, 42, DateTimeReference::Utc); SECTION("GetYear") { CHECK (dt.GetYear () == 1969); } SECTION("GetMonth") { CHECK (dt.GetMonth () == 7); } // 下面或许是更多的内容 }

以上,到配上更好的匹配器(没有更多的ASSERT_EQ宏)，你可以使用正常的比较。这足以让我相信Catch。现在我需要一些东西，但是：

移植上几千个测试，包括从Google Test到Catch的数万个测试宏。
为Catch实现自定义报告器。

主要特点

快速且非常容易上手。只需下载catch.hpp，＃include它就可以了。
没有外部依赖。只要您可以编译C ++ 11并且可以使用C ++标准库。
将测试用例写为自注册函数（或方法，如果您愿意）。
将测试用例分成几个部分，每个部分都是隔离运行的（不需要固定装置）。
使用BDD样式的Given-When-Then部分以及传统的单元测试用例。
只有一个核心断言宏用于比较。标准C / C ++运算符用于比较 - 但是完整表达式被分解并记录lhs和rhs值。
测试使用自由格式字符串命名 - 不再使用合法标识符中的连接名称。

其他核心功能

可以标记测试以便轻松运行特定的测试组。
失败可以（可选）进入Windows和Mac上的调试器。
输出是通过模块化报告对象。包括基本的文本和XML记者。可以轻松添加自定义记者。
支持JUnit xml输出与第三方工具（如CI服务器）集成。
提供了默认的main（）函数，但您可以提供自己的完整控件（例如集成到您自己的测试运行器GUI中）。
提供了命令行解析器，如果您选择提供自己的main（）函数，仍然可以使用它。
Catch可以测试自己。
备用断言宏报告失败但不中止测试用例
浮点容差比较使用富有表现力的约（）语法构建。
内部和友好的宏是隔离的，因此可以管理名称冲突
匹配器

移植

由于我是一个相当懒惰的人，并且因为测试格式非常统一，所以我决定半自动化从Google Test到Catch的转换。很有可能可以制作一个完美的自动化工具，至少对于断言，通过在Clang上构建它并进行重构。但我想如果我自动完成80％左右应该仍然没问题。

在你问为什么我没有移植到像Catch这样应该更快的其他框架之前：在我的测试中，Catch足够快，以至于测试开销无关紧要。我可以在不到10毫秒的时间内轻松执行20000个断言，因此“更快”在这一点上并不是真正的论据。

有趣的是，通过转移到Catch，代码行显着减少，其中大部分是因为Fixtures已经消失，而更多的代码现在使用了SECTION宏，我可以合并公共代码。以前，我经常会复制一些小的设置，因为它比写一个Fixture打字更少。使用 Catch这很简单，我最终自愿清理我的测试。为了给你一些想法，这是核心库的提交：114个文件已更改，6717个插入（+）， 6885个删除（ - ）（或-3％）。对于我的几何库，它有更多的设置代码，相对减少相当高：36个文件更改，2342个插入（+）， 2478删除（ - ） - 5％。这里和那里有几个百分点可能看起来不太重要，但由于较少的样板，它们直接转化为提高了可读性。

在一些极端情况下，Catch的行为与Google Test不同。值得注意的是，带有0 的EXPECT_FLOAT_EQ需要转换为CHECK（a == Approx （0）.margin（some_eps）），因为Catch默认使用相对epsilon，当与0比较时变为0。另一个影响STREQ -在Catch中，你需要使用匹配器，它将整个测试转换为CHECK_THAT（str，Catch :: Equals（“Expected str”））; 。

Terse 报告者

最后遗漏的是简洁的报告者。Catch2再次发生了变化，这是目前的稳定版本。报告者是catch-main.cpp的一部分，我将其编译成一个静态库，然后将其链接到测试可执行文件中。简洁的报告者很简单：

namespace Catch { class TerseReporter : public StreamingReporterBase<TerseReporter> { public: TerseReporter (ReporterConfig const& _config) : StreamingReporterBase (_config) { } static std::string getDescription () { return "Terse output"; } virtual void assertionStarting (AssertionInfo const&) {} virtual bool assertionEnded (AssertionStats const& stats) { if (!stats.assertionResult.succeeded ()) { const auto location = stats.assertionResult.getSourceInfo (); std::cout << location.file << "(" << location.line << ") error\n" << "\t"; switch (stats.assertionResult.getResultType ()) { case ResultWas::DidntThrowException: std::cout << "Expected exception was not thrown"; break; case ResultWas::ExpressionFailed: std::cout << "Expression is not true: " << stats.assertionResult.getExpandedExpression (); break; case ResultWas::Exception: std::cout << "Unexpected exception"; break; default: std::cout << "Test failed"; break; } std::cout << std::endl; } return true; } void sectionStarting (const SectionInfo& info) override { ++sectionNesting_; StreamingReporterBase::sectionStarting (info); } void sectionEnded (const SectionStats& stats) override { if (--sectionNesting_ == 0) { totalDuration_ += stats.durationInSeconds; } StreamingReporterBase::sectionEnded (stats); } void testRunEnded (const TestRunStats& stats) override { if (stats.totals.assertions.allPassed ()) { std::cout << "SUCCESS (" << stats.totals.testCases.total () << " tests, " << stats.totals.assertions.total () << " assertions, " << static_cast<int> (totalDuration_ * 1000) << " ms)"; } else { std::cout << "FAILURE (" << stats.totals.assertions.failed << " out of " << stats.totals.assertions.total () << " failed, " << static_cast<int> (totalDuration_ * 1000) << " ms)"; } std::cout << std::endl; StreamingReporterBase::testRunEnded (stats); } private: int sectionNesting_ = 0; double totalDuration_ = 0; }; CATCH_REGISTER_REPORTER ("terse", TerseReporter) }

使用参数-r terse开运行测试以选择这个报告者。这会产生想洗面这样的测试报告

讯享网SUCCESS (11 tests, 18 assertions, 0 ms) SUCCESS (1 tests, 2 assertions, 0 ms) SUCCESS (23 tests, 283 assertions, 1 ms)

作为额外的奖励，它还显示了执行的测试宏的数量。这有助于识别通过一些长循环运行的测试。

结论

移植值得吗？花了一些时间进行新的Catch测试，并在编写了更多的测试后，我仍然相信它是值得的。Catch非常易于集成，测试简洁易读，编译时间和运行时性能都不会成为我的问题。