虚幻4中的C++单元测试

Posted 房燕良

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了虚幻4中的C++单元测试相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

也许是我太擅长写 BUG 吧,反正我一直认为“单元测试”非常之重要:

  1. 如果写了一段代码,不知道怎么测试,大多数情况下是有些东西没想清楚;
  2. 如果不进行单元测试,出 BUG 的概率是非常高的。

之前在标准C++的开发环境中,也用过类似 GOOGLE gtest 之类的 C++ 单元测试框架,而UE4的C++有点特别。不过,用不用测试框架并不是关键。关键在于:

  1. 测试代码要在软件完整生命周期中一直发挥作用,而不是测一下就丢弃了;
  2. 要很好的组织测试代码;
  3. 要很方便的批量执行,并有良好的测试结果输出;

话虽然这么说,但拥有一个好用的测试框架会方便很多。最近我就尝试了使用 UE4 内部提供的 Automation 自动化测试功能,值得推荐。

5分钟上手 Automation 测试框架

咱们先看一下疗效吧:

  • 可以使用 C++ 编写测试用例;Automation 会列出来,展示到上面这个窗口中,支持多级分类;见上图的②部分;
  • 通过点击工具栏按键“Start tests”,就可以运行选中的所有测试用例,见上图的①;
  • 测试结果会输出到③区域,并且在右侧的进度条也有相应的统计;

OK,看上去还不错吧!所以,咱们就不用自己费力整合 gtest 之类的第三方测试框架了,UE4内部已经有了一个这么好的单元测试框架了。

下面就来看一下怎么用,总共也就分三步:

  • 首先要开启相关的插件。通过编辑器菜单“Editor–>Plugins”打开这个插件窗口,选中“Testing”分类,开启相关的插件:
  • 然后,就是写测试用例的代码了。可以给项目添加一个或多个 .cpp 文件,用来存放测试代码,文件样例如下:
#include "CoreTypes.h"
#include "Misc/AutomationTest.h"

#if WITH_DEV_AUTOMATION_TESTS

IMPLEMENT_SIMPLE_AUTOMATION_TEST(FMySimpleTest, "UnrealCookbook.MySimpleTest",
                                 EAutomationTestFlags::ApplicationContextMask |
                                     EAutomationTestFlags::SmokeFilter)

bool FMySimpleTest::RunTest(const FString& Parameters) 
  TestEqual(TEXT("My first test case"), 2, 1 + 1);

  TestEqual(TEXT("My second test case"), 2, 2 + 1);
  return true;


#endif  // WITH_DEV_AUTOMATION_TESTS
  • 简单说明一下:

    • 需要 include 这个"Misc/AutomationTest.h"头文件;
    • 我们使用了一个条件编译宏:WITH_DEV_AUTOMATION_TESTS ,这样在 shipping build 将不会包含这些代码;
    • 使用了 IMPLEMENT_SIMPLE_AUTOMATION_TEST 来定义一个简单的单元测试类:
      1. 第一个参数是类名;这个类实际上是 FAutomationTestBase 的派生类,即: class FMySimpleTest: public FAutomationTestBase
      2. 第二个参数是一个字符串,中间可以用点号分割;用来产生上面那个窗口中的分类,例如:UnrealCookbook.MySimpleTest
    • 实现上面定义的这个类的 RunTest() 方法,在里面编写自己的一些测试用例,可以利用基类的 TestEqual() 等函数来进行结果验证。
  • 完成了测试用例代码之后,编译项目,并启动编辑器。在编辑器的 Window 菜单中,就可以打开最开始那个窗口了:

  • 如果有测试用例没有通过的话,可以打开 Message Log 窗口来查看详情,包括错误信息、测试用例的代码位置都有清晰的呈现:

  • 另外,除了上述的 Test 族函数的测试之外,UE_LOG 产生 Error 级别以上的 log 的话,测试用例也同样会失败。

测试 Actor 派生类的 C++ 代码

上面这种 Simple Automation Test 测试纯逻辑、数据计算之类的代码很方便,但是我还有大量的代码是需要在关卡中测试的,也就是需要使用 Actor 的派生类来写单元测试,这个能支持吗?答案当时是:可以的!

可以看一下引擎中的“FunctionalTesting”这个模块(UE4/Source/Developer/FunctionalTesting),我们可以利用其中提供的基类:class AFunctionalTest : public AActor

需要做这样几步:

  1. 创建一个 AFunctionalTest 的派生类
  2. 重载 PrepareTest()、StartTest()、FinishTest()等函数,来完成测试用例的开发;在测试用例中,可以调用基类的 Assert 相关函数验证测试结果;
  3. 需要手动创建一个测试关卡,并把这个测试 Actor 丢到场景中;
  4. 同样,在编辑器开启 Automation 窗口,这次点击工具栏的“Run Level Test”就可以进行测试了。

    下面是一个简单的 Actor 单元测试样例代码:
#pragma once
#include "CoreMinimal.h"
#include "FunctionalTest.h"
#include "MyFunctionalTestActor.generated.h"

UCLASS()
class CPPUNITTEST_API AMyFunctionalTestActor : public AFunctionalTest 
  GENERATED_BODY()

 public:
  virtual void StartTest() override 
    AFunctionalTest::StartTest();

    AssertIsValid(this, TEXT("My first functional test"));
    AssertValue_Int(1 + 1, EComparisonMethod::Equal_To, 2,
                    TEXT("My 2nd functional test"));
    AssertValue_Int(1 + 1, EComparisonMethod::Not_Equal_To, 2,
                    TEXT("My 3rd functional test"));
  
;

测试 Actor 派生类的蓝图代码

既然 C++ 的 Actor 代码能测试,那么蓝图呢?当然也可以啦。

  1. 创建一个 AFunctionalTest 的派生类;
  2. 在 Event Graph 中,实现响应基类提供的 Prepare TestStart Test 事件相应即可;同样是调用 Assert 族函数对测试结果进行验证即可;

小结

  • Automation 测试框架还是挺好用的,推荐大家用起来;
  • Simple Test、Actor Test 的管理足够用了,没什么好抱怨的;
  • 另外,引擎还提供了 Complex Test、截屏对比测试,有需要的话,可以看看官方文档;

这个博客相关的完整工程在我的 GitHub 上:UnrealCookbook.CppUnitTest

延伸阅读

以上是关于虚幻4中的C++单元测试的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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