c++如何编写可测试的代码_c++依赖注入与单元测试技巧-C++-PHP中文网

c++如何编写可测试的代码_c++依赖注入与单元测试技巧

冰火之心

发布： 2025-12-17 07:23:34

原创

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编写可测试的C++代码需通过依赖注入降低耦合，例如将NetworkUploader接口注入Logger类，使测试时可用MockUploader验证调用行为，结合Google Mock可精准控制依赖并验证逻辑，避免全局状态和单例以消除隐藏依赖，同时设计小而专注的类与接口，确保单一职责，提升模块化与可测性。

c++如何编写可测试的代码_c++依赖注入与单元测试技巧

编写可测试的 C++ 代码，关键在于降低耦合、提升模块化，并通过依赖注入（Dependency Injection, DI）将外部依赖显式传递，而不是在类内部硬编码创建。这不仅让代码更清晰，也使得单元测试可以轻松替换真实依赖为模拟对象（mocks/stubs），从而独立验证逻辑。

使用依赖注入解耦组件

依赖注入的核心思想是：不主动创建依赖对象，而是由外部传入。这样可以在运行时使用真实服务，在测试时注入模拟实现。

例如，一个日志处理器依赖网络上传功能：

class NetworkUploader {
public:
    virtual ~NetworkUploader() = default;
    virtual bool upload(const std::string& data) = 0;
};
<p>class RealUploader : public NetworkUploader {
public:
bool upload(const std::string& data) override {
// 实际网络请求
return true;
}
};</p><p>class Logger {
NetworkUploader<em> uploader;
public:
explicit Logger(NetworkUploader</em> up) : uploader(up) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void log(const std::string& message) {
    if (uploader->upload(message)) {
        std::cout << "Logged: " << message << std::endl;
    }
}

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};

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在测试中，我们可以传入一个模拟的 MockUploader，验证是否调用了上传方法，而无需真正发请求。

配合 Google Test 和 Google Mock 进行单元测试

Google Mock 提供了强大的接口模拟能力。继续上面的例子：

#include <gtest/gtest.h>
#include <gmock/gmock.h>
<p>class MockUploader : public NetworkUploader {
public:
MOCK_METHOD(bool, upload, (const std::string&), (override));
};</p><p>TEST(LoggerTest, CallsUploadOnLog) {
MockUploader mockUploader;
Logger logger(&mockUploader);</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>EXPECT_CALL(mockUploader, upload("test message"))
    .Times(1)
    .WillOnce(testing::Return(true));

logger.log("test message");

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}

这个测试验证了 log 方法确实调用了 upload，且参数正确。由于使用了依赖注入，我们完全控制了行为，避免了外部副作用。

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避免全局状态和单例模式

全局变量和单例会破坏可测试性，因为它们引入隐藏依赖，难以重置状态。如果必须使用单例，考虑将其抽象为接口并通过 DI 使用。

错误示例：

class Logger {
public:
    void log(const std::string& msg) {
        SingletonDB::instance().save(msg); // 隐藏依赖
    }
};

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改进方式是将数据库访问抽象为接口并注入：

class Database {
public:
    virtual ~Database() = default;
    virtual void save(const std::string& data) = 0;
};
<p>class Logger {
Database<em> db;
public:
explicit Logger(Database</em> db) : db(db) {}
void log(const std::string& msg) { db->save(msg); }
};</p>

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