分享几个嵌入式软件单元测试框架

作为一名合格的嵌入式软件工程师，不仅需要写业务代码，还需要写单元测试代码，这个时候，有一套单元测试框架就显得尤为重要。软件开发中，每次需求的变更基本都需要改写代码，而代码变更后就需要进行功能测试。当然，在功能测试之前需要代码的单元测试，避免代码改动后部分场景没有验证，最后出现各种问题。通过测试框架快速完成代码的单元测试，不仅可以覆盖之前测试的场景，也能快速反应问题在哪里。常用的C语言测试框架有：Unity：一个小型的,开源的C语言测试框架，提供了用于测试的基本结构和函数。简单好用，常用于嵌入式系统开发。CUnit：一个面向C语言测试的框架，使用简单，支持自动化测试和手动测试。Check：适用于C语言的单元测试框架，使用简单，支持测试套件、测试用例的管理，便于维护测试组件。GoogleTest：Google推出的C++测试框架，支持C语言，可以跨平台，具有丰富的断言库和Mocks。cmocka：适用于C语言的单元测试框架，支持内存泄漏检测，支持Mock函数和Stub函数等高级用法。criterion：基于C语言的单元测试框架，支持参数化测试和测试用例依赖，具有良好的性能和易用性。1、Unity示例这里介绍Unity，其他的大家感兴趣可以自行查阅，不同的单元测试框架适用于不同的开发需求和场景。开发人员可以按照自己的项目要求选择最适合的框架。Unity最小可以只用到几个文件即可完成，把Unity源码目录下的unity.c、unity.h、unity_internals.h三个文件复制至我们的工程目录下进行编译即可，然后在测试文件代码中包含unity.h简单的示例完成功能函数的验证：#include<stdio.h>#include"unity.h"voidsetUp(){//这里可以放置每个测试用例运行前的初始化代码}voidtearDown(){//这里可以放置每个测试用例运行后的清理代码}intAdd(inta,intb){returna+b;}voidtest_AddFun(void){TEST_ASSERT_EQUAL_UINT(6,Add(1,5));TEST_ASSERT_EQUAL_UINT(4,Add(-1,5));TEST_ASSERT_EQUAL_UINT(-6,Add(-1,-5));}intmain(){UNITY_BEGIN();//启动测试RUN_TEST(test_AddFun);UNITY_END();//结束测试return0;}

通过串口或终端打印内容为：C:\test/test.c:47:test_AddFun:PASS

-----------------------

1

Tests

0

Failures

0

Ignored

OK其中，unity_internals.h文件中可以修改输出终端，即UNITY_OUTPUT_CHAR宏的定义。/*-------------------------------------------------------

*

Output

Method:

stdout

(DEFAULT)

*-------------------------------------------------------*/

#ifndef

UNITY_OUTPUT_CHAR

/*

Default

to

using

putchar,

which

is

defined

in

stdio.h

*/

#include

<stdio.h>

#define

UNITY_OUTPUT_CHAR(a)

(void)putchar(a)

#else

/*

If

defined

as

something

else,

make

sure

we

declare

it

here

so

it's

ready

for

use

*/

#ifdef

UNITY_OUTPUT_CHAR_HEADER_DECLARATION

extern

void

UNITY_OUTPUT_CHAR_HEADER_DECLARATION;

#endif

#endif其中，自定义实现的C语言扩展库（cot）的容器功能函数都已通过Unity添加了对应的单元测试用例，链接：/const-zpc/cot2、轻量级通用扩展库旨在打造一个C语言的通用扩展库。1、介绍支持多种容器实现，包括通用队列（包括不定长队列）、栈、双向链表和动态数组功能双向链表节点可动态创建（需要在初始化分配内存）或静态添加动态数组在初始化分配的内存中最大限度地使用，支持随机访问（连续地址）支持定义序列化/反序列化的结构体功能使用到了Boost库中的PP库功能宏语法；确保两边都需要保持头文件结构体定义一致移植了部分C++Boost库中的PP库功能通过宏语法实现复杂的宏语言，灵活进行使用，在编译的时候生成自己期望的代码2、软件架构目录说明：├─cot

│├─include

││├─container//容器实现头文件

││├─preprocessor//移植Boost库中的PP库头文件

││└─serialize//序列化/反序列化实现头文件

│└─src

│├─container//容器实现源文件

│└─serialize//序列化/反序列化实现源文件

├─test

│├─container//容器实现测试代码

│└─serialize//序列化/反序列化测试代码

└─unity//单元测试框架代码3、使用说明（1）容器类功能使用说明双向链表使用方式demo：intmain()

{

cotList_tlist;

cotListItem_tnodeBuf[10];

cotList_Init(&list,nodeBuf,10);

intdata1=10;

intdata2=20;

intdata3=30;

//头部增加元素

cotList_PushFront(&list,&data1);

//尾部增加元素

cotList_PushBack(&list,&data2);

//插入元素

cotList_Insert(&list,cotList_End(&list),&data3);

//使用迭代器遍历所有元素

for_list_each(item,list)

{

printf("=%d\n",*item_ptr(int,item));

}

//移除指定元素

cotList_Remove(&list,&data3);

//根据添加移除元素

cotList_RemoveIf(&list,OnRemoveCondition);

cotList_tlist2;

cotListItem_tnodeBuf2[3];

cotList_Init(&list2,nodeBuf2,3);

//链表内存交换

cotList_Swap(&list1,&list2);

return0;

}动态数组使用方式demo：intmain()

{

uint8_tbuf[20];

cotVector_tvector;

cotVector_Init(&vector,buf,sizeof(buf),sizeof(uint32_t));

//在尾部追加元素

uint32_tdata=42;

cotVector_Push(&vector,&data);

data=56;

cotVector_Push(&vector,&data);

data=984;

cotVector_Push(&vector,&data);

//插入元素

uint32_tarrdata[2]={125,656};

cotVector_InsertN(&vector,2,&arrdata,2);

//删除两个元素

cotVector_RemoveN(&vector,1,2);

//根据添加删除元素

cotVector_RemoveIf(&vector,OnVectorRemoveCondition);

//打印数组中的数据内容

for(inti=0;i<cotVector_Size(&vector);i++)

{

printf("%02x",cotVector_Data(&vector)[i]);

}

return0;

}双向队列（定长FIFO）使用方式demo：intmain()

{

uint8_tbuf[10];

cotQueue_tqueue;

cotQueue_Init(&queue,buf,sizeof(buf),sizeof(int));

//在尾部追加元素

intdata=42;

cotQueue_Push(&queue,&data,sizeof(data));

data=895;

cotQueue_Push(&queue,&data,sizeof(data));

//访问元素

int*pData=(int*)cotQueue_Front(&queue);

printf("val=%d\n",*pData);

//弹出首个元素

cotQueue_Pop(&queue);

return0;

}队列（不定长FIFO）使用方式demo：intmain()

{

uint8_tbuf[10];

cotIndQueue_tqueue;

cotIndQueue_Init(&queue,buf,sizeof(buf));

//在尾部追加元素

chardata=42;

cotIndQueue_Push(&queue,&data,sizeof(data));

intdata1=80;

cotIndQueue_Push(&queue,&data,sizeof(data1));

longdata2=-400;

cotIndQueue_Push(&queue,&data,sizeof(data2));

//访问元素

size_tlength;

int*pData=(int*)cotIndQueue_Front(&queue,&length);

printf("val=%d\n",*pData,length);

//弹出首个元素

cotIndQueue_Pop(&queue);

return0;

}单向栈使用方式demo：intmain()

{

uint8_tbuf[10];

cotStack_tstack;

cotStack_Init(&stack,buf,sizeof(buf),sizeof(int));

//在顶部追加元素

intdata=42;

cotStack_Push(&stack,&data,sizeof(data));

data=895;

cotQueue_Push(&stack,&data,sizeof(data));

//访问元素

int*pData=(int*)cotStack_Top(&stack);

printf("val=%d\n",*pData);

//弹出顶部元素

cotStack_Pop(&stack);

return0;

}（2）序列化/反序列化功能使用说明可以定义一个公共头文件：#ifndefSTRUCT_H

#defineSTRUCT_H

#include"serialize/serialize.h"

COT_DEFINE_STRUCT_TYPE(test_t,

((UINT16_T)(val1)(2))

((INT32_T)(val2)(1))

((UINT8_T)(val3)(1))

((INT16_T)(val4)(1))

((DOUBLE_T)(val5)(1))

((INT16_T)(val6)(1))

((STRING_T)(szName)(100))

((DOUBLE_T)(val7)(1))

((FLOAT_T)(val8)(1))

((STRING_T)(szName1)(100))

)

#endif//STRUCT_H各个模块引用头文件使用：

#include"struct.h"

intmain()

{

uint8_tbuf[100];

//序列化使用demo

COT_DEFINE_STRUCT_VARIABLE(test_t,test);

test.val1[0]=5;

test.val1[1]=89;

test.val2=-9;

test.val3=60;

test.val4=-999;

test.val5=5.6;

test.val6=200;

test.val7=-990.35145;

test.val8=-80.699;

sprintf(test.szName,"test56sgdgdfgdfgdf");

sprintf(test.szName1,"sdfsdf");

intlength=test.Serialize(buf,&test);

printf("Serialize:\n");

for(inti=0;i<length;i++)

{