[googletest문법4]파라메터 이용 TEST_P() 사용법

Parameterized Tests (TEST_P)로 여러 입력 검증하기

Google Test에는 단일 테스트 케이스를 여러 입력 값으로 반복 실행할 수 있는 매개변수화된 테스트 기능이 있습니다.
TEST_P()와 INSTANTIATE_TEST_SUITE_P() 매크로를 사용하면, 하나의 테스트 로직에 여러 입력/출력 데이터를 제공하여 중복 코드를 줄이고, 다양한 케이스를 한꺼번에 검증할 수 있습니다.

이번 예제에서는 팩토리얼(Factorial) 계산 함수를 테스트합니다.

• 팩토리얼 함수(Factorial)는 음수가 아닌 정수 _n_에 대해 n! (n 팩토리얼)을 계산합니다.
• 정상적인 입력에 대해 올바른 결과를 반환하는지, 음수 입력에 대해서는 예외를 던지는지 검증할 것입니다.

프로젝트 구조는 다음과 같이 구성합니다.

project-root/ 
├── src/ 
│    ├── CMakeLists.txt 
│    ├── factorial.h 
│    └── factorial.cpp 
├── test/ 
│    ├── CMakeLists.txt 
│    ├── test_factorial.cpp 
│    └── test_main.cpp
└── CMakeLists.txt

 

프로젝트 환경은 각자의 상황에 따라 달라질 수 있으므로 TEST_P()의 용도를 이해할 수 있도록 참고하세요.  이 글의 환경은 VSCode와 Cygwin을 활용해 이 예제를 실행하여 매개변수화 테스트의 사용법을 작성합니다.  

환경 설치가 아직 준비되어 있지 않다면 다음 링크들을 참고하여 먼저 준비하고 다음 과정을 진행하세요.

 

[VSCode]Windows에 VS Code를 먼저 설치해볼까!

 

[Cygwin]Windows에서 Linux처럼 C,C++개발!

 

[TDD C++(1)]TDD 도구 설치! GoogleTest란? 또 구글!

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1. 소스 코드 작성

1.1 src/factorial.h

#ifndef FACTORIAL_H
#define FACTORIAL_H

// 팩토리얼 함수: 음수가 아닌 정수 n에 대해 n!을 계산
int Factorial(int n);

#endif // FACTORIAL_H

1.2 src/factorial.cpp

#include "factorial.h"
#include <stdexcept>

int Factorial(int n) {
    if (n < 0) {
        throw std::invalid_argument("Negative input not allowed");
    }
    int result = 1;
    for (int i = 1; i <= n; ++i)
        result *= i;
    return result;
}

설명:

_n_이 음수이면 예외를 throw하여 잘못된 입력임을 알립니다.

0!은 1로 정의되며, 1 이상인 경우 반복문으로 결과를 계산합니다.

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2. 매개변수화 테스트 작성

매개변수화 테스트는 TEST_P()를 사용하여 한 번의 테스트 로직으로 여러 입력/출력 쌍을 검증할 수 있습니다.
이번 예제에서는 두 가지 케이스로 나누어 작성합니다.

1. 정상적인 입력에 대해 올바른 팩토리얼 값이 계산되는지
2. 음수 입력에 대해 예외가 발생하는지

2.1 test/test_factorial.cpp

#include <gtest/gtest.h>
#include "factorial.h"

// 테스트에 사용할 입력과 예상 결과를 담은 구조체
struct FactorialTestCase {
    int input;
    int expected;
};

// 정상 입력에 대한 매개변수화 테스트 클래스
class FactorialTest : public ::testing::TestWithParam<FactorialTestCase> {};

// TEST_P()를 이용해 매개변수화된 테스트 작성
TEST_P(FactorialTest, ComputesFactorial) {
    FactorialTestCase param = GetParam();
    EXPECT_EQ(Factorial(param.input), param.expected);
}

// 다양한 입력/출력 쌍을 인스턴스화하여 테스트 수행
INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(
    FactorialTests,   // 인스턴스 이름(prefix)
    FactorialTest,    // 테스트 케이스 클래스 이름
    ::testing::Values(
        FactorialTestCase{0, 1},
        FactorialTestCase{1, 1},
        FactorialTestCase{2, 2},
        FactorialTestCase{3, 6},
        FactorialTestCase{4, 24},
        FactorialTestCase{5, 120},
        FactorialTestCase{6, 720}
    )
);

// 음수 입력에 대한 예외 발생 검증용 구조체
struct FactorialExceptionTestCase {
    int input;
};

// 음수 입력에 대해 예외를 throw하는지 검증하는 매개변수화 테스트 클래스
class FactorialExceptionTest : public ::testing::TestWithParam<FactorialExceptionTestCase> {};

// TEST_P()로 음수 입력에 대한 예외 검증
TEST_P(FactorialExceptionTest, ThrowsOnNegative) {
    FactorialExceptionTestCase param = GetParam();
    EXPECT_THROW(Factorial(param.input), std::invalid_argument);
}

// 음수 입력에 대한 다양한 케이스 인스턴스화
INSTANTIATE_TEST_SUITE_P(
    FactorialExceptionTests,
    FactorialExceptionTest,
    ::testing::Values(
        FactorialExceptionTestCase{-1},
        FactorialExceptionTestCase{-5}
    )
);

 

주요 포인트:

TestWithParam<T>를 상속받는 테스트 클래스를 정의하여, T 타입의 매개변수를 사용할 수 있게 합니다.

GetParam() 함수를 이용해 각 테스트 케이스에서 매개변수를 가져옵니다.

INSTANTIATE_TEST_SUITE_P() 매크로를 사용해 테스트 인스턴스를 생성할 때, 여러 테스트 케이스 데이터를 전달합니다.

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3. 테스트 실행을 위한 main 함수

3.1 test/test_main.cpp

#include <gtest/gtest.h>

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

Google Test의 기본 main 함수를 정의하여, 모든 테스트를 실행할 수 있도록 합니다.

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4. CMake 프로젝트 구성

프로젝트 최상위 CMakeLists.txt 파일과 하위 디렉터리 구성이 앞서 작성한 다른 예제와 동일하게 구성합니다.

4.1 최상위 CMakeLists.txt 예시

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(FactorialProject)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

# GoogleTest FetchContent (또는 find_package 이용)
include(FetchContent)
FetchContent_Declare(
  googletest
  GIT_REPOSITORY https://github.com/google/googletest.git   
  GIT_TAG        release-1.12.1
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)

# src 디렉터리 추가
add_subdirectory(src)

# test 디렉터리 추가
enable_testing()
add_subdirectory(test)

 

4.2 src/CMakeLists.txt

add_library(factorial
    factorial.cpp
)

target_include_directories(factorial
    PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

 

4.3 test/CMakeLists.txt

add_executable(test_factorial
    test_factorial.cpp
    test_main.cpp
)

target_link_libraries(test_factorial
    PRIVATE
    factorial
    gtest
    gtest_main
    pthread
)

add_test(NAME test_factorial COMMAND test_factorial)

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5. 빌드 및 실행

• 빌드
  Cygwin 터미널에서 프로젝트 루트로 이동한 후:

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
$ make

• 성공적으로 빌드되면 test_factorial 실행 파일이 생성됩니다.

 

• 테스트 실행

$ ./test_factorial

• Google Test 러너가 매개변수화된 테스트를 포함해 모든 테스트 케이스를 실행하고 결과를 출력합니다.

예시 출력:

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6. 마무리

• TEST_P()는 동일한 테스트 로직에 대해 여러 입력 데이터를 손쉽게 검증할 수 있는 강력한 도구입니다.
• INSTANTIATE_TEST_SUITE_P()를 통해 다양한 케이스를 한 번에 등록하여, 코드의 중복을 줄이고 유지보수를 쉽게 할 수 있습니다.
• 이번 예제에서는 팩토리얼 계산 함수에 대해 정상적인 값과 예외 케이스를 매개변수화된 테스트로 작성했으며, 실무에서 수치 계산, 데이터 검증 등 다양한 분야에 응용할 수 있습니다.

이상으로, Google Test의 TEST_P()를 활용한 매개변수화 테스트 작성법에 대해 알아보았습니다.