c++如何实现一个简单的单元测试断言宏_c++手写测试框架核心【项目】

_ASSERT宏实现轻量级断言：条件为假时打印文件名、行号、表达式字符串，递增全局失败计数但不中止程序；_ASSERT_EQ支持值比对与调试输出，用do-while(0)防歧义，自动捕获左右值并打印。

用 c++ 手写一个轻量级单元测试框架，核心就是实现一个能捕获失败、报告位置、不崩溃程序的断言宏。不需要依赖 google Test 或 Catch2，几行宏 + 全局计数器就能跑起来。

基础断言宏：_ASSERT

最简版本的目标是：当条件为假时，打印文件名、行号、表达式，并让测试计数器标记“失败”，但不 abort() 或 throw，以便继续执行后续测试用例。

• 用 do-while(0) 包裹避免宏展开歧义
• 用 __FILE__ 和 __LINE__ 记录位置
• 用 #expr 把表达式转成字符串用于打印
• 失败时递增全局失败计数，并用 std::cerr 输出提示

// 示例：简单断言宏

#include <iostream> #include <String> <p>int g_tests_run = 0; int g_tests_failed = 0;</p><h1>define _ASSERT(expr) </h1><pre class='brush:php;toolbar:false;'>do {      ++g_tests_run;      if (!(expr)) {          ++g_tests_failed;          std::cerr << "[FAIL] " << __FILE__ << ":" << __LINE__                    << " - '" << #expr << "'n";      }  } while(0)

支持自定义消息的断言：_ASSERT_EQ

实际测试中常需比对两个值，比如 _ASSERT_EQ(a, b)。它本质仍是断言，但要展开为 (a) == (b)，同时把 a、b 的值也打出来，方便调试。

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• 用双重括号避免宏参数被意外解析（如 _ASSERT_EQ(x++, y)）
• 用 std::cout 打印值，需确保类型支持流输出（基础类型、std::string 等都 OK）
• 可选：加一层 static_cast(a), static_cast(b) 防止未使用警告

// 示例：相等断言

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#define _ASSERT_EQ(lhs, rhs)      do {          ++g_tests_run;          auto _lhs_val = (lhs);          auto _rhs_val = (rhs);          if (_lhs_val != _rhs_val) {              ++g_tests_failed;              std::cerr << "[FAIL] " << __FILE__ << ":" << __LINE__                        << " - '" << #lhs << " == " << #rhs                        << "' -> " << _lhs_val << " != " << _rhs_val << 'n';          }      } while(0)

测试函数注册与运行机制

没有测试发现机制？手动注册就行。用函数指针数组 + 全局初始化列表，或更简洁的“自动注册”技巧：利用全局对象构造函数执行注册。

• 定义测试函数类型：using test_func = void(*)();
• 用静态 vector 存储所有测试函数（线程不安全但单测够用）
• 写一个 TEST(name) 宏：生成匿名函数 + 自动 push 到 vector
• main() 中遍历调用，每个测试前重置失败计数（或单独统计每例）

// 示例：TEST 宏 + 运行器

std::vector<test_func> g_test_registry; <h1>define TEST(name) </h1><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void test_##name();  struct register_##name {      register_##name() { g_test_registry.push_back(test_##name); }  };  static register_##name register_instance_##name;  void test_##name()

int main() { std::cout failed == 0) { std::cout ” #name 0 ? 1 : 0; }

进阶：支持跳过、预期失败、作用域隔离

真要工程化，可以加几个小扩展：

• _SKIP(“reason”)：直接输出 SKIP 并 return，不计入失败
• _EXPECT_FAIL(expr)：期望 expr 为 false，若为 true 则报错（反向断言）
• 每个 TEST 函数内用 { … } 包裹，天然提供局部作用域，避免变量名冲突
• 用 RAII 类（如 Timer、LogGuard）在测试前后自动打时间戳或清日志缓冲区

基本上就这些。不复杂但容易忽略的是：宏里别用 return（会破坏 do-while 结构），别忘了重置计数器，还有——所有宏末尾不要加分号，由使用者加。