Ujian perisian C++ dan kemahiran pelaksanaan fungsi penyahpepijatan dalam pembangunan sistem terbenam

Pengujian perisian C++ dan kemahiran pelaksanaan fungsi penyahpepijatan dalam pembangunan sistem terbenam

Sistem terbenam memainkan peranan yang semakin penting dalam bidang teknologi masa kini, dan ia digunakan secara meluas dalam rumah pintar, kereta dan peralatan perubatan serta bidang lain. Walau bagaimanapun, dalam proses pembangunan sistem terbenam, ujian perisian dan penyahpepijatan adalah pautan penting, kerana ralat dalam sistem terbenam boleh membawa kepada akibat yang serius. Artikel ini akan memperkenalkan cara menggunakan bahasa C++ untuk melaksanakan ujian perisian dan fungsi penyahpepijatan sistem terbenam, dan menyediakan beberapa contoh kod.

1. Pemilihan rangka kerja ujian

Dalam pembangunan sistem terbenam, adalah sangat penting untuk memilih rangka kerja ujian yang sesuai. Secara umumnya, sistem terbenam mempunyai sumber yang terhad, jadi rangka kerja ujian yang ringan perlu dipilih. Berikut ialah tiga rangka kerja ujian C++ yang biasa digunakan:

1. Google Test: Google Test ialah rangka kerja ujian C++ yang berkuasa yang menyediakan penegasan yang kaya dan fungsi pengurusan kes ujian. Alat liputan kod Google Test membantu pembangun menilai liputan kes ujian.
2. Catch2: Catch2 ialah rangka kerja ujian C++ yang ringkas dan berkuasa yang menyokong kaedah pembangunan seperti BDD (Pembangunan Didorong Tingkah Laku) dan TDD (Pembangunan Didorong Ujian). Catch2 menampilkan kemudahan penggunaan dan kebolehlanjutan.
3. CppUTest: CppUTest ialah rangka kerja ujian C++ yang direka khas untuk pembangunan sistem terbenam Ia menyokong teknologi Mock and Stub dan boleh mensimulasikan komponen perkakasan dan perisian luaran dengan mudah.

Adalah sangat penting untuk memilih rangka kerja ujian yang sesuai dengan projek anda Artikel ini akan menggunakan Ujian Google sebagai contoh untuk memperkenalkan kemahiran ujian dan penyahpepijatan yang berkaitan.

2. Ujian unit

1. Reka bentuk struktur program

Sebelum ujian unit, kita perlu memastikan kebolehujian kod, yang memerlukan reka bentuk struktur atur cara mempunyai modulariti yang baik. Kod modular lebih mudah untuk ujian unit. Dalam C++, kita boleh menggunakan kelas dan ruang nama untuk menyusun kod bagi memudahkan ujian unit.

Berikut ialah contoh mudah: modul komunikasi bersiri dalam sistem terbenam.

class SerialPort
{
public:
    SerialPort(int portNum);
    void open();
    void close();
    void send(const char* data, int length);
    void receive(char* buffer, int length);
};

namespace EmbeddedSystem
{
    void foo()
    {
        SerialPort port(1);
        port.open();
        port.send("Hello, world!", 13);
        port.close();
    }
}

2. Penulisan ujian unit

Ujian unit ialah ujian yang mengesahkan unit terkecil yang boleh diuji dalam program ini. Dalam C++, kita boleh menggunakan rangka kerja Ujian Google untuk menulis kes ujian. Berikut ialah contoh kod yang menguji kefungsian buka dan tutup kelas SerialPort:

#include <gtest/gtest.h>

TEST(SerialPortTest, OpenAndClose)
{
    SerialPort port(1);
    port.open();
    ASSERT_TRUE(port.isOpen());

    port.close();
    ASSERT_FALSE(port.isOpen());
}

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

Kod ini mentakrifkan suite ujian yang dipanggil SerialPortTest, yang mengandungi kes ujian yang dipanggil OpenAndClose. Dalam kes ujian, kami mencipta objek SerialPort, memanggil fungsi terbuka untuk membuka port bersiri dan menggunakan penegasan ASSERT_TRUE dan ASSERT_FALSE untuk mengesahkan sama ada status port bersiri adalah betul.

3. Kompil dan jalankan kod ujian

Sebelum melakukan ujian unit, kita perlu memastikan bahawa rangka kerja Ujian Google telah dikonfigurasikan dengan betul. Sebelum menyusun kod ujian, kami perlu memasukkan fail pengepala Ujian Google dan fail pustaka dan memautkannya kepada kod ujian. Menyusun dan menjalankan kod ujian boleh dilakukan dengan arahan berikut:

g++ test.cpp -o test -lgtest -lgtest_main -lpthread
./test

Jika semuanya berjalan lancar, kita akan melihat output keputusan ujian.

3. Ujian integrasi

Selain ujian unit, ujian integrasi juga merupakan bahagian yang sangat penting. Ujian integrasi biasanya digunakan untuk mengesahkan bahawa interaksi antara pelbagai modul adalah normal. Dalam pembangunan sistem terbenam, selalunya perlu untuk menguji interaksi antara perkakasan dan peranti luaran. Berikut ialah contoh ujian penyepaduan: menguji komunikasi antara modul komunikasi bersiri dalam sistem terbenam dan peranti luaran.

#include <gtest/gtest.h>

class ExternalDevice
{
public:
    void send(const char* data, int length)
    {
        // 外部设备的通信代码
    }
    
    void receive(char* buffer, int length)
    {
        // 外部设备的收信代码
    }
};

TEST(SerialPortTest, SendToExternalDevice)
{
    SerialPort port(1);
    port.open();
    
    ExternalDevice device;
    char buffer[100];
    
    port.send("Hello, device!", 14);
    device.receive(buffer, 14);
    
    ASSERT_STREQ(buffer, "Hello, device!");
    
    port.close();
}

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

Dalam contoh ini, selain menguji kefungsian port bersiri itu sendiri, kami juga menguji komunikasi antara port bersiri dan peranti luaran. Kami mensimulasikan fungsi hantar dan terima peranti luaran, menghantar data ke peranti luaran melalui port bersiri dan mengesahkan sama ada peranti luaran menerima data dengan betul.

4. Kemahiran nyahpepijat

Dalam pembangunan sistem terbenam, penyahpepijatan adalah bahagian yang sangat penting. Berikut ialah beberapa petua penyahpepijatan biasa:

1. Gunakan penegasan: Semasa proses pembangunan, kami boleh menggunakan penegasan untuk mengesahkan sama ada andaian dalam program itu adalah benar. Jika penegasan gagal, pelaksanaan program akan ditamatkan dan mesej ralat yang sepadan akan dikeluarkan.

   assert(x > 0); // 如果x小于等于0，程序将中止

2. Maklumat penyahpepijatan output: Gunakan pernyataan cout dan cerr untuk mengeluarkan maklumat penyahpepijatan untuk membantu kami memahami status pelaksanaan program.

   cout << "Debug information: " << x << endl;
   cerr << "Error occurred!" << endl;

3. Gunakan penyahpepijat: Semasa proses penyahpepijatan sistem terbenam, menggunakan penyahpepijat boleh memerhatikan status pelaksanaan program dan nilai pembolehubah dengan lebih mudah, serta mengesan ralat memori.

   gdb binaryFile // 启动调试器并加载可执行文件

Ringkasan

Artikel ini memperkenalkan beberapa teknik untuk menggunakan bahasa C++ untuk melaksanakan ujian perisian dan fungsi penyahpepijatan sistem terbenam. Dalam pembangunan sistem terbenam, ujian dan penyahpepijatan yang baik adalah jaminan penting untuk memastikan operasi normal fungsi sistem. Dengan memilih rangka kerja ujian yang betul dan menggunakan strategi ujian yang sesuai, kami boleh meningkatkan kualiti perisian dan mengurangkan berlakunya ralat. Pada masa yang sama, menggunakan alat seperti penegasan, maklumat penyahpepijat output dan penyahpepijat boleh membantu kami mencari dan menyelesaikan masalah dengan lebih baik serta meningkatkan kecekapan pembangunan.

Saya harap artikel ini dapat memberikan sedikit bantuan untuk ujian perisian anda dan penyahpepijatan dalam pembangunan sistem terbenam.

Atas ialah kandungan terperinci Ujian perisian C++ dan kemahiran pelaksanaan fungsi penyahpepijatan dalam pembangunan sistem terbenam. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!