使用Python 直接載入 C 函式庫進行多平台測試

(圖示為Python.org 版權所有)

最近有個朋友聊起TDD (Test Driven Programming) 測試導向程式設計，測試導向的優點：
便是能減少重覆測試所需要人工測試時間，當網友若修改程式庫時，
敢對進行程式優化，也較對修改有把握，因為可利用自動測試的程式來立刻驗證。
他最常使用Ｃ來寫程式，但是使用C來寫測試函式，就算附加CPPUnit 之類，還是需要比較多時間實作。
所以筆者寫了本篇心得，使用Python 來直接對Ｃ函式庫進行測試。

本次範例包括下列：

檔案名稱	說明
test.c	編繹為函式庫libtest.so或libtest.dll
main.c	編譯連結測試main()
main.py	用來載入測試函式庫的python 腳本檔
Makefile	執行編譯及測試

test.c

#include <stdio.h> #define UBOUND 10  // 上限 #define LBOUND 1 // 下限 int foo(int r) {         if (r > UBOUND)                 return UBOUND;         if (r < LBOUND)                 return LBOUND;         printf("foo(%d) executed.", r);         return r; }

main.py部分程式範例：

此腳本主要使用cdll.LoadLibrary來載入所要進行測試函式庫

from ctypes import * foolib = cdll.LoadLibrary(libname)

接著使用下列函式來驗查超出上限、下限及正常值。
（註：為求易懂並無使用其他測試函式庫。網友們可在網上找尋到許多python 測試函式庫，來縮短開發時程。）

def verify_lbound():     p = 0     r = foolib.foo(p)     return verify_ifeq(1, r, p,"case lbound") def verify_ubound():     p = 11     r = foolib.foo(p)     return verify_ifeq(10, r, p, "case ubound") def verify_general():     p = 5     r = foolib.foo(p)     return verify_ifeq(p, r, p, "case general")

多平台編繹測試

在Makefile中，我們可使用uname –s 來取得使用平台的資訊，
再利用 ifeq 來實作平台不同的部分，以本次的範例而言，
平台編繹的主要在windows 使用函式庫名為.dll及執行程式副檔名為.exe,
而在Linux或Mac中，函式庫名要前綴lib，後置.so，可參考下方框紅色部分

KNAMEFULL  = $(shell uname -s | sed 's/_.*//g') # cygwin on windows xp # CYGWIN_NT-5.1 KNAME = $(KNAMEFULL) ifeq ($(KNAME),CYGWIN) EXEEXT = .exe DLLEXT = .dll else EXEEXT = DLLEXT = .so endif

編繹並執行測試：

Makefile檔案在 all: 加上 run，以用表示編繹 foo$(EXEEXT)，
然後，從run程式段來看，在Linux或Mac中, export LD_LIBRARY_PATH=.
來通知載入程式，函式庫在目前目錄中。
緊接著，執行  foo$(EXEEXT) ，驗證二進位連結無誤，
再執行python 腳本測試，如有任何錯誤產生，顯示make失敗錯誤。

all: run … run: foo$(EXEEXT)         @ export LD_LIBRARY_PATH=.; ./$^ ; \           if [ $$? -eq 3 ]; then \           echo "Binary linking passed" ; \           python main.py $(LIBNAME)$(DLLEXT) ; \           if [ $$? -ne 0 ] ; then \                 exit 1; \           fi \         else \           echo "Binary link failed" ; \         fi

測試結果：

$ make cc -c -o main.o main.c  -Wall cc -c -o test.o test.c  -Wall cc -o libtest.so -shared test.o cc -o foo main.o -ltest -L. foo(3) executed.Binary linking passed case ubound:verified return value(10) from test.foo(11) [Passed] case lbound:verified return value(1) from test.foo(0) [Passed] foo(5) executed.case general:verified return value(5) from test.foo(5) [Passed] total/passed cases: 3/3 Python load libtest.so [Passed]

下列平台經過測試無誤：
- Ubuntu 10.10: Python 2.6.6
- Win XP SP3: CYGWIN_NT-5.1 + Python 2.6.5
- Snowleopard 10.6.8: Xcode4.0.2+Python 2.6.1
本次所有範例可從源碼GitHub使用git下載，歡迎交流經驗或提供建議。