c++ - 单元测试应用程序到硬件的接口(interface)——模拟与否

Question

我很好奇人们对与硬件接口(interface)的软件端应用程序应该以何种方式进行单元测试的意见。

例如，软件应用程序“Connection”的主类将构造 USB 设备的句柄。

我想测试“Connection”类基函数，例如“OpenConnection”，它会尝试连接到 USB 硬件设备。

到目前为止，我已经构建了一个 MOCK 硬件设备，并在我的连接类中包含了一个编译器标志，因此如果它内置于单元测试模式，它将使用模拟对象，否则它将使用实际的硬件接口(interface)。

看下面的例子

class TConnection
{
public:
    static TConnection* GetConnection();
    static void Shutdown();

    bool DidInitialise();

    bool Write(uint8_t* _pu8_buffer);
    bool Read(uint8_t* _pu8_buffer);

protected:
    TConnection();
    virtual ~TConnection();
    bool init();

private:
    static TConnection* mp_padConnection;
    static bool mb_DidInitialise;

#ifdef _UNIT_TEST_BUILD
    static mock_device* mp_handle;
#else
    static device* mp_handle;
#endif
};

然后在源文件中包含类似的内容

#include "connection.h"

#ifdef _UNIT_TEST_BUILD
    mock_device* TConnection::mp_handle = nullptr;
#else
    device* TConnection::mp_handle = nullptr;
#endif // _UNIT_TEST_BUILD

TConnection::TConnection()
{
    ...
    init();
    ...
}

bool TConnection::init()
{
    mp_handle = hid_open( _VENDOR_ID, _PRODUCT_ID, nullptr );
    if (mp_hidHandle == nullptr) {
        return false;
    }
    if (hid_set_nonblocking(mp_hidHandle, _DISABLE_NB) == _ERROR_CODE) {
        return false;
    }
    return true;
}

我唯一真正不喜欢我的代码的地方是我的实际连接类包含测试代码。我更希望它们是分开的。

话虽如此，我也不同意完全为了单元测试的目的而编写一个全新的模拟连接类，这让我觉得我只是在编写一些旨在按预期工作的东西。

所以我问，什么是测试此类的更好方法

提前感谢您的时间和建议

Answer 1

您可以通过使用依赖注入(inject)来避免将测试代码添加到您的类中。创建接口(interface) IDevice 并使类 Device 实现该接口(interface)。然后，在 TConnection 类中，使用指向此接口(interface)的指针而不是 Device 类型的成员。同时创建一个辅助方法，允许您设置新设备，例如:

void setDevice(IDevice *device);

现在，对于您的生产代码，只需使用 Device 类的实例，而在您的测试代码中，使用 setDevice 将设备的实现与模拟对象交换。这个模拟对象将是类 MockDevice 的一个实例，它也将实现接口(interface) IDevice。这样您就可以更改测试中的实现并使用模拟类。由于您已经在使用 gtest，我建议您不要自己编写模拟类，而是使用 C++ 模拟框架 gmock(与 gtest 完全兼容)。这样，您还需要创建一个单独的类，但几乎所有内容都将由模拟框架处理。您需要做的就是定义模拟方法。创建一个额外的接口(interface)和模拟类一开始似乎有点矫枉过正，但从长远来看肯定是值得的。如果你想对代码进行任何严肃的测试驱动，学习使用接口(interface)、依赖注入(inject)和模拟类是必不可少的。查看文档以获取更多详细信息:

https://github.com/google/googlemock/blob/master/googlemock/docs/CheatSheet.md