面试题：用过哪些 C++ 单元测试框架？都有什么优缺点？

在 C++ 开发中，单元测试是保证代码质量的重要手段。以下是几种常见的 C++ 单元测试框架及其优缺点：

1. Google Test (gtest)

优点：

功能强大：支持丰富的断言宏（如 EXPECT_EQ、ASSERT_TRUE 等）。
易于使用：提供简单的 API，测试用例编写直观。
跨平台：支持 Windows、Linux、macOS 等平台。
集成性好：可以与 CMake、Bazel 等构建工具无缝集成。
扩展性强：支持参数化测试、类型化测试、死亡测试等高级功能。

缺点：

依赖较多：需要链接 Google Test 库，可能增加项目复杂度。
学习曲线：虽然 API 简单，但高级功能需要一定学习成本。

示例：

#include <gtest/gtest.h>

TEST(MyTestSuite, MyTestCase) {
    EXPECT_EQ(1 + 1, 2);
}

int main(int argc, char **argv) {
    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
    return RUN_ALL_TESTS();
}

2. Catch2

优点：

轻量级：只需要包含一个头文件即可使用。
语法简洁：测试用例编写简单，支持自然语言风格的断言。
功能丰富：支持参数化测试、基准测试等。
跨平台：支持多种平台和编译器。

缺点：

性能较低：由于是头文件库，编译时间可能较长。
社区支持较少：相比于 Google Test，社区资源和文档较少。

示例：

#define CATCH_CONFIG_MAIN
#include <catch2/catch.hpp>

TEST_CASE("My test case", "[my-tag]") {
    REQUIRE(1 + 1 == 2);
}

3. Boost.Test

优点：

功能强大：支持多种断言、测试套件、夹具等。
与 Boost 集成：适合使用 Boost 库的项目。
灵活性高：支持多种测试配置和报告格式。

缺点：

依赖 Boost：需要安装 Boost 库，增加了项目复杂度。
学习曲线：API 较为复杂，初学者可能需要时间熟悉。

示例：

#define BOOST_TEST_MODULE MyTestModule
#include <boost/test/unit_test.hpp>

BOOST_AUTO_TEST_CASE(MyTestCase) {
    BOOST_CHECK_EQUAL(1 + 1, 2);
}

4. Doctest

优点：

轻量级：只需要包含一个头文件，易于集成。
性能高：编译和运行速度快。
语法简洁：类似于 Catch2，易于上手。
功能丰富：支持参数化测试、子测试等。

缺点：

社区支持较少：相比于 Google Test 和 Catch2，社区资源较少。
文档较少：官方文档相对简单，可能需要自行探索。

示例：

#define DOCTEST_CONFIG_IMPLEMENT_WITH_MAIN
#include <doctest/doctest.h>

TEST_CASE("My test case") {
    CHECK(1 + 1 == 2);
}

5. CppUnit

优点：

历史悠久：是 C++ 单元测试的早期框架之一，成熟稳定。
与 IDE 集成：支持与 Eclipse、Visual Studio 等 IDE 集成。

缺点：

API 复杂：使用起来较为繁琐，需要编写较多的样板代码。
性能较低：相比于现代框架，性能较差。
维护较少：近年来更新较少，社区活跃度低。

示例：

#include <cppunit/TestFixture.h>
#include <cppunit/extensions/HelperMacros.h>

class MyTest : public CppUnit::TestFixture {
    CPPUNIT_TEST_SUITE(MyTest);
    CPPUNIT_TEST(testAddition);
    CPPUNIT_TEST_SUITE_END();

public:
    void testAddition() {
        CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(2, 1 + 1);
    }
};

CPPUNIT_TEST_SUITE_REGISTRATION(MyTest);

6. Unity (Ceedling)

优点：

轻量级：适合嵌入式系统和资源受限的环境。
简单易用：API 简单，学习成本低。
与 Ceedling 集成：适合嵌入式开发。

缺点：

功能较少：不支持复杂的测试场景。
社区支持较少：主要面向嵌入式开发，通用性较差。

示例：

#include "unity.h"

void setUp(void) {}
void tearDown(void) {}

void test_Addition(void) {
    TEST_ASSERT_EQUAL(2, 1 + 1);
}

int main(void) {
    UNITY_BEGIN();
    RUN_TEST(test_Addition);
    return UNITY_END();
}

总结对比

框架	优点	缺点	适用场景
Google Test	功能强大，易于使用，跨平台	依赖较多，学习曲线稍高	通用项目，大型项目
Catch2	轻量级，语法简洁，功能丰富	编译时间较长，社区支持较少	小型项目，快速原型开发
Boost.Test	功能强大，与 Boost 集成	依赖 Boost，API 复杂	使用 Boost 的项目
Doctest	轻量级，性能高，语法简洁	社区支持较少，文档较少	小型项目，性能敏感项目
CppUnit	历史悠久，与 IDE 集成	API 复杂，性能较低，维护较少	传统项目，IDE 集成需求
Unity	轻量级，适合嵌入式系统	功能较少，社区支持较少	嵌入式开发