Catch2是轻量级C++测试框架，仅需头文件即可使用，支持CMake集成。通过REQUIRE断言、SECTION分组、Approx浮点比较及自定义类型输出，实现高效单元测试，提升代码可维护性。
在C++开发中，单元测试是确保代码质量的重要手段。Catch2 是一个轻量级、头文件-only 的现代C++测试框架，使用简单且功能强大，适合从小型项目到大型工程的测试需求。本文将带你快速上手 Catch2，并展示如何在实际项目中进行有效的单元测试。
1. 安装与配置 Catch2
Catch2 的最大优势之一是“头文件即用”，不需要编译或链接复杂的库。
说明：Catch2 仅需一个头文件即可运行测试。获取方式有以下几种：
-
直接下载 catch2.hpp：从官方 GitHub 仓库（https://github.com/catchorg/Catch2）下载单头文件版本
catch_amalgamated.hpp，放入项目 include 目录。 - 使用包管理器：如 vcpkg 或 Conan 可以自动集成 Catch2 到项目中。
-
CMake 集成：通过
FetchContent自动拉取：
示例 CMakeLists.txt 配置片段：
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include(FetchContent) FetchContent_Declare( Catch2 GIT_REPOSITORY https://github.com/catchorg/Catch2.git GIT_TAG v3.4.0 ) FetchContent_MakeAvailable(Catch2)添加测试可执行文件
add_executable(test_example test.cpp) target_link_libraries(test_example Catch2::Catch2)
2. 编写第一个测试用例
创建一个测试文件，比如 test.cpp，包含 Catch2 头文件并开始编写测试。
基础结构如下：
#define CATCH_CONFIG_MAIN #include "catch2/catch_test_macros.hpp"说明：// 被测函数 int add(int a, int b) { return a + b; }
TEST_CASE("Addition works", "[math]") { REQUIRE(add(2, 3) == 5); REQUIRE(add(-1, 1) == 0); }
REQUIRE 用于断言条件必须为真，否则测试失败。编译并运行：
g++ -std=c++17 test.cpp -o test && ./test
输出会显示测试通过情况，包括分组标签 [math] 和测试名称。
3. 使用 SECTION 组织子测试
当一个测试用例需要覆盖多个分支时，SECTION 可以拆分逻辑路径。
例如测试字符串处理函数：
TEST_CASE("String concatenation", "[string]") {
std::string a = "hello";
std::string b = "world";
SECTION("Normal concat") {
REQUIRE(a + " " + b == "hello world");
}
SECTION("Empty left") {
REQUIRE("" + b == "world");
}
SECTION("Both empty") {
REQUIRE("" + "" == "");
}}
每个 SECTION 独立运行，互不影响，便于定位问题。
4. 测试浮点数与自定义类型
浮点比较需注意精度问题，Catch2 提供了 Approx 工具。
TEST_CASE("Floating point comparisons", "[float]") {
double result = (0.1 + 0.2) * 10;
REQUIRE(result == Approx(3.0));
}
对于自定义类型，可通过重载 operator== 或提供字符串转换辅助调试输出。
struct Point { int x, y; };
bool operator==(const Point& a, const Point& b) {
return a.x == b.x && a.y == b.y;
}
// 启用 Catch2 输出自定义类型
namespace Catch {
template<>
struct StringMaker {
static std::string convert(const Point& p) {
return "(" + std::to_string(p.x) + "," + std::to_string(p.y) + ")";
}
};
}
基本上就这些。Catch2 上手快、结构清晰，配合 CMake 可轻松集成进构建流程。合理使用标签、SECTION 和 Approx，能显著提升测试可维护性。不复杂但容易忽略的是保持测试独立性和命名清晰。
