掌握 C++ 单元测试利器（gmock 模拟库从零入门到实战）

什么是 gmock？

gmock 是 Google Test（gtest）框架的一部分，专门用于在 C++ 单元测试中创建模拟对象。当你测试一个类时，它可能依赖其他类或外部服务（如数据库、网络接口等）。为了不让这些依赖影响测试结果，我们可以用 gmock 创建“假”的依赖对象，控制其行为并验证交互是否符合预期。

gmock 的核心优势包括：

• 灵活定义方法的返回值
• 验证方法是否被调用、调用次数、参数是否正确
• 支持复杂行为序列（如第一次调用返回 A，第二次返回 B）

安装 gmock

gmock 通常与 gtest 一起安装。以下是在 Ubuntu/Debian 系统中通过包管理器安装的方法：

sudo apt-get install libgtest-dev# 然后进入目录编译cd /usr/src/gtestcmake CMakeLists.txtmakesudo cp *.a /usr/lib

如果你使用 CMake，也可以直接通过 FetchContent 或子模块集成 gtest/gmock 源码。

gmock 入门示例

假设我们有一个 Database 接口和一个使用它的 UserManager 类：

// database.hclass Database { public:  virtual ~Database() = default;  virtual bool saveUser(const std::string& name) = 0;  virtual std::string getUser(int id) = 0;};// user_manager.h#include "database.h"class UserManager { public:  explicit UserManager(Database* db) : db_(db) {}  bool registerUser(const std::string& name) {    return db_->saveUser(name);  } private:  Database* db_;};

现在我们要测试 UserManager::registerUser，但不想连接真实数据库。这时就可以用 gmock 创建 Database 的模拟对象。

步骤 1：创建 Mock 类

// mock_database.h#include "gmock/gmock.h"#include "database.h"class MockDatabase : public Database { public:  MOCK_METHOD(bool, saveUser, (const std::string& name), (override));  MOCK_METHOD(std::string, getUser, (int id), (override));};

注意：MOCK_METHOD 是 gmock 提供的宏，用于声明模拟方法。格式为：
MOCK_METHOD(返回类型, 方法名, (参数列表), (修饰符));

步骤 2：编写测试用例

#include "gtest/gtest.h"#include "gmock/gmock.h"#include "user_manager.h"#include "mock_database.h"using ::testing::Return;TEST(UserManagerTest, RegisterUser_Success) {  MockDatabase mock_db;  UserManager manager(&mock_db);  // 设置期望：当 saveUser 被调用且参数为 "Alice" 时，返回 true  EXPECT_CALL(mock_db, saveUser("Alice"))      .WillOnce(Return(true));  // 执行被测函数  bool result = manager.registerUser("Alice");  // 验证结果  EXPECT_TRUE(result);}

在这个测试中：

• EXPECT_CALL 定义了对 mock_db.saveUser 的调用期望
• .WillOnce(Return(true)) 表示该方法被调用一次时返回 true
• 如果实际调用不符合预期（比如没调用、参数错误、调用多次），测试会失败

常用 gmock 功能进阶

1. 验证调用次数

EXPECT_CALL(mock_db, saveUser(_))    .Times(2);  // 期望被调用恰好 2 次，参数任意

2. 匹配参数

using ::testing::Ge; // Greater or equalEXPECT_CALL(mock_db, getUser(Ge(0)))  // id >= 0    .WillOnce(Return("Bob"));

3. 返回不同值（序列）

EXPECT_CALL(mock_db, saveUser(_))    .WillOnce(Return(false))    .WillOnce(Return(true));// 第一次调用返回 false，第二次返回 true

总结

通过本教程，你已经掌握了 C++ gmock 模拟库 的基本使用方法。无论是 gmock 单元测试 还是构建更复杂的 C++ 测试框架，gmock 都能显著提升你的测试能力。记住，好的测试不仅能验证功能正确性，还能作为代码设计的反馈工具——如果你发现难以用 gmock 模拟某个依赖，可能说明你的代码耦合度过高，需要重构。

希望这篇 gmock 入门教程 能帮助你迈出 C++ 单元测试的第一步！动手写几个测试吧，你会发现代码质量悄然提升。