С.В. Герасимов, И.В. Машечкин, М.И. Петровский и др. Инструментальные средства разработки ПО в ОС UNIX, страница 8

Списокфункций упорядочен по собственной стоимости. Некоторые опцииcallgrind_annotate:• --inclusive=<yes|no> [по умолчанию: no]yes - вместо сортировки по собственной стоимостииспользуется сортировка по суммарной стоимости.• --tree=<none|caller|calling|both> [по умолчанию: none]Способ отображения дерева вызовов: caller - по каждойфункции выводится список функций, вызвавших ее; calling –отображаются вызванные функции, both – комбинациярежимов caller и calling.

Ниже приведен фрагмент дерева,построенного в режиме calling, для следующего примерапрограммы:#include <string.h>int strcmp2(char *p, char *q){while(*p && *p == *q){p++;q++;}return *p - *q;}int strcmp2_d(char *p, char *q){int i = 0;while(i < strlen(p) && i < strlen(q) && p[i] == q[i])i++;return p[i] - q[i];}int main(){char * p = "qwertyasdfghzxcvbn";char * q = "qwertyasdfghzxcvbN";strcmp2(p, q);strcmp2_d(p, q);return 0;}47Фрагмент вывода:2,704 * callgrind.c:main[/usr/home/test/valgrind/a.out]228 >callgrind.c:strcmp2 (1x)[/usr/home/test/valgrind/a.out]2,452 >callgrind.c:strcmp2_d (1x)[/usr/home/test/valgrind/a.out]2,452 * callgrind.c:strcmp2_d[/usr/home/test/valgrind/a.out]980 >???:strlen (35x) [/lib/libc.so.7]1,074 >???:0x00001658 (1x) [/libexec/ld-elf.so.1]Для наглядного отображения дерева вызовов рекомендуетсяиспользовать средство графической визуализации KCacheGrind:Callgrind также включает в себя функции по симуляции кэш ипредсказанию переходов, аналогичные cachegrind.Автоматическое тестирование в CUnit На сегодняшний день любое реально используемоепрограммное обеспечение находится в состоянии непрерывнойдоработки – разработчиками выпускаются все новые и новыеверсии, содержащие исправления ошибок, реализацию новыхтребований заказчика, изменения, обусловленные обновлениямисопутствующего ПО: выходом новых версий операционных системи библиотек.

В такой ситуации «ручное» тестирование каждойновой модификации не является хорошей идей в виду большого48объема трудозатрат и рутинности процесса. На помощь приходитавтоматическое тестирование, суть которого заключается виспользовании программных средств для выполнения тестов иконтроля результатов их выполнения, что помогает сократить времятестирования и упростить его процесс. Разновидностямиавтоматического тестирования являются:• Системное тестирование (англ., system testing) – тестированиесистемы как «черного ящика» (без знаний деталей реализации)с помощью сценариев, близких к сценариям использованиясистемы в реальной работе.• Модульное тестирование (англ., unit testing) – тестированиет.н.методом«белогоящика»,подразумевающеготестированиевнутреннихфункцийиметодов,непосредственно реализующих систему.

Цель модульноготестирования – показать, что отдельные части программысами по себе функционируют без ошибок. Модульноетестирование реализуется с помощью создания наборатестов, описывающих сценарии вызова функций исравнивающих фактические результаты работы с ожидаемымипри помощи набора проверок (англ., assert), входящих в составсистемы модульного тестирования. Тесты являются обычнымифункциями/методами,написанныминаязыкепрограммирования высокого уровня, и включаются в состависходных текстов программы.

Как правило, системавсебяподсистемутестированиятакжевключаетавтоматического запуска тестов (в т.ч. с графическимпользовательским интерфейсом). Для проверки корректностипрограммы после внесения очередных модификацийнеобходимо лишь активировать запуск тестов.Широкую популярность сегодня приобрел подход разработкачерез тестирование (англ., test-driven development), в основекоторого лежит идея реализации/доработки функциональностиминимальными частями, причем до реализации новой функциидолжны быть написаны модульные тесты на нее. Написание тестовдо реализации позволяет заранее продумать программныеинтерфейсы и сценарии использования новой функциональности.49Автоматическоетестированиеиразработкатестирование обладают следующими преимуществами:через• Инкрементально пополняемый набор тестов снижает рисквнесения ошибки при модификации ПО.• Автоматическая проверка тестов позволяет уменьшить издержкипо сравнению с рутинным «ручным» тестированием.• Наличие набора автоматических тестов положительно влияет напсихологическое состояние программистов, вносящих изменениев ПО.• Опережениереализациинаписаниемтестовпозволяетспроектироватьпрограммныеинтерфейсыновойфункциональности на раннем этапе цикла разработки.• Использование модульных тестов неизбежно приводит кнеобходимости разумной декомпозиции программного кода иуменьшению связности между его частями и, как результат, ккоду более высокого качества.Для начала использования модульного тестирования, вообщеговоря, не требуется какое-либо специализированное средство,достаточно описать проверочные сценарии в виде функций на языкепрограммирования и реализовать простейший метод, вызывающийсценарии и отображающий результаты их выполнения.

Дляреализации модульного тестирования на Си программисту можетпригодиться функция стандартной библиотеки assert(cond),аварийно завершающая программу при невыполнении условия cond.Одной из распространенных систем модульного тестированиянаязыкеСи,являетсяCUnitпрограмм,написанных(http://cunit.sourceforge.net). В CUnit тест является функцией языкаСи, не имеющей параметров и возвращающего значения. Логическикаждый тест является листом следующей иерархии:• Реестр тестов (англ., test registry)o Набор тестов (англ., test suite)ƒ Тест (англ., test)Для тестов, входящих в набор, могут быть заданы функцияустановки (англ., setup) и функция очистки (англ., teardown)контекста.

Функция установки вызывается один раз до запуска всех50тестов набора, функция очистки также один раз после работытестов. Указанные функции могут быть полезны длясоздания/освобождениявспомогательныхструктурданных,открытия/закрытия временных файлов и т.п. CUnit позволяетзапускать как тесты из заданных реестров и наборов, так иотдельные тесты.Реестры CUnit создает один реестр тестов по умолчанию. До егоиспользования должна быть вызвана функция CU_initialize_registry.После завершения тестирования пользователь должен вызватьфункцию CU_cleanup_registry для освобождения памяти, занятойреестром. Данная функция должна быть последней вызваннойфункцией CUnit. Отсутствие вызова CU_cleanup_registry() приведетк утечке памяти.ФункцииCU_initialize_registryиCU_cleanup_registryоперируют единственным реестром, создаваемым по умолчанию.Для создания и управления дополнительными реестрами следуетиспользовать функции:••••CU_create_new_registry,CU_get_registry,CU_set_registry,CU_destroy_existing_registry, о которых можно получить дополнительную информацию вдокументации по CUnit.Наборы ФункцияCU_pSuite CU_add_suite(const char* strName,CU_InitializeFunc pInit, CU_CleanupFunc pClean)создает новый набор тестов с указанными именем, функциямиустановки и очистки.

Созданный набор добавляется в реестр,соответственно реестр должна быть инициализирован до вызоваданной функции.Имена наборов должны быть уникальны в рамках реестра.Функции инициализации и очистки необязательны, передаются в51виде указателя на функцию без параметров, возвращающую int.Функции должны возвращать 0 в случае успеха.

Если набор ненуждается в установке и/или очистке в качестве значениясоответствующего указателя нужно передать NULL.Функция возвращает указатель на созданный набор. Впоследствие указатель используется для добавления тестов в набор.В случае ошибки возвращается NULL и устанавливается значениекода ошибки, который может быть считан с помощью функций:CU_ErrorCodeconst char*CU_get_error(void);CU_get_error_msg(void);С кодами ошибок, устанавливаемыми функциями CUnit,можно ознакомиться в документации по CUnit.Тесты ФункцияCU_pTest CU_add_test(CU_pSuite pSuite, const char*strName, CU_TestFunc pTestFunc)создает новый тест с заданным именем и реализующей его функциейи добавляет его в заданный набор. Набор pSuite должен быть созданс помощью CU_add_sute.

Имена тестов должны быть уникальны врамках набора. Тип CU_testFunc определен как:typedef void (*CU_TestFunc)(void);pTestFunc не может быть NULL. CU_add_test возвращает указательна новый тест. В случае ошибки возвращается NULL иустанавливается код ошибки.Макрос CU_ADD_TESTавтоматически генерируетуникальное имя теста, основываясь на имени функции, реализующейтест, и добавляет тест в заданный набор:#define CU_ADD_TEST(suite, test) (CU_add_test(suite,#test, (CU_TestFunc)test))Проверки В таблице приведены некоторые проверки CUnit:Название макросаCU_ASSERT(int expression)CU_ASSERT_FALSE(value)Контролируемое условиеПроверка на ИСТИНУПроверка на ЛОЖЬ52CU_ASSERT_EQUAL(actual, expected)CU_ASSERT_NOT_EQUAL(actual,expected))CU_ASSERT_PTR_EQUAL(actual,expected)CU_ASSERT_STRING_EQUAL(actual,expected)CU_ASSERT_NSTRING_EQUAL(actual,expected, count)CU_ASSERT_DOUBLE_EQUAL(actual,expected, granularity)Проверка на равенствоПроверка на неравенствоПроверка указателей наравенствоПроверкастрокнаравенствоПроверкапервыхNсимволовстрокнаравенствоПроверкачиселсплавающей точкой наравенствосзаданнойточностьюCUnit предоставляет макросы с суффиксом “FATAL”,например, CU_ASSERT_FATAL, обеспечивающие останов процессатестирования на текущем тесте в случае невыполнения проверки.Запуск тестов Базовый режим CU_ErrorCode CU_basic_run_tests(void)Запуск всех тестов.

Возвращает код первой ошибки, возникшей призапуске тестов.CU_ErrorCode CU_basic_run_suite(CU_pSuite pSuite)Запуск всех тестов заданного набора. Возвращает код первойошибки, возникшей при запуске тестов.CU_ErrorCode CU_basic_run_test(CU_pSuite pSuite, CU_pTestpTest)Запуск заданного теста и заданного набора. Возвращает код первойошибки, возникшей при запуске теста.Интерактивный режим Выбор, запуск наборов и тестов, просмотр результатовпроисходят в интерактивном режиме.

Для запуска режима консолинеобходимо вызвать функциюvoid CU_console_run_tests(void)53Получение результатов прохождения тестов const CU_pRunSummary CU_get_run_summary(void)Возвращает результаты запуска тестов. Возвращаемое значение –указатель на структуру CU_RunSummary, содержащую статистикузапуска тестов (поля структуры самодокументируемы):typedef struct CU_RunSummary{unsigned int nSuitesRun;unsigned int nSuitesFailed;unsigned int nTestsRun;unsigned int nTestsFailed;unsigned int nAsserts;unsigned int nAssertsFailed;unsigned int nFailureRecords;} CU_RunSummary;typedef CU_Runsummary* CU_pRunSummary;Функцияconst CU_pFailureRecord CU_get_failure_list(void)возвращает информацию о тестах, не пройденных за последнийзапуск (NULL, если все тесты прошли) в виде списка структур,содержащих данные о местоположении теста и не пройденнойпроверке:typedef struct CU_FailureRecord{unsigned int uiLineNumber;char*strFileName;char*strCondition;CU_pTestpTest;CU_pSuitepSuite;struct CU_FailureRecord* pNext;struct CU_FailureRecord* pPrev;} CU_FailureRecord;typedef CU_FailureRecord*CU_pFailureRecord;54Пример использования CUnit Рассмотрим функции по работе со множеством чисел(структура Set):#include <stdlib.h>/* Множество */struct _Set{int * data;int size;};typedef struct _Set Set;/* Код успеха */#define SUCCESS 1/* Код неуспеха */#define FAIL 0typedef int Result;/* ИНТЕРФЕЙС МНОЖЕСТВА *//* Проверка вхождения, возвращает 1, если множество содержит элемент,иначе 0 */int contains(Set * set, int elem);/* Вставка, вставляет элемент и возвращает SUCCESS, если исходноемножество не содержит элемент, иначе FAIL */Result insert(Set * set, int elem);/* Удаление, удаляет и возвращает SUCCESS, если исходное множествосодержит элемент, иначе FAIL */Result remove(Set * set, int elem);/* РЕАЛИЗАЦИЯ *//* Двоичный поиск в упорядоченном массиве.