Unit testing in C++ with compiler instrumentation and friends

In C++, test code is often interwoven with the unit we want to test. During the test development process we often have to modify the public interface of a class to replace existing dependencies; e.g. a supplementary setter or constructor function is added for dependency injection. In many cases, extra template parameters are used for the same purpose. All existing solutions have serious detrimental effects on the code structure and sometimes on the run-time performance as well. In this paper, we overview existing dependency replacement techniques of C++ and we evaluate their advantages and disadvantages. We introduce our non-intrusive, compiler instrumentation based testing approach that does not have such disadvantages. All non-intrusive testing methods (including our new method) require access to an object’s internal state in order to setup a test. Thus, to complement our new solution, we also present different approaches to conveniently access private members in C++. To evaluate these techniques, we created a proof-of-concept implementation which is publicly available for further testing

Tools and Language Elements for Testing, Encapsulation and Controlling Abstraction in Large Scale C++ Projects

A disszertáció új kutatási eredményeket mutat be három alapvető szoftver fejlesztési területen: tesztelés, egységbezárás és absztrakció. Az első három tézis az ún. nem-tolakodó teszteléssel foglalkozik, amely egy olyan tesztelési technika amely során nem szükséges semmilyen strukturális módosítást végrehajtanunk a termék forráskódján. Megvitatjuk a már létező nem-tolakodó tesztelési módszereket és felsoroljuk ezek előnyeit és hátrányait. Bevezetünk egy új, nem-tolakodó tesztelési módszert amely függvény hívás közbeavatkozáson alapszik és számos egyértelmű előnnyel rendelkezik a korábbi megoldásokhoz képest. Ezzel az új technikával képesek vagyunk függvényeket teszt dublőrökkel helyettesíteni még akkor is ha azok inline függvények. Továbbá bemutatunk két új kísérleti eljárást amelyek lehetővé teszik, hogy akár típusokat is helyettesítsünk teszt dublőrökkel: az egyik metódus szintaxis fa transzformációkon alapszik, a másik pedig fordítási idejű reflectionön. Demonstráljuk, hogy gyakran előfordul, hogy szükséges privát tagokhoz hozzáférni a nem-tolakodó tesztek esetében. Bemutatunk két új módszert a privát tagok eléréséhez (és ily módon támogatjuk a nem-tolakodó és fehér doboz tesztek létrehozását): egy program könyvtárat amely explicit sablon példányosításon alapszik, illetve az osztályon kívüli barát (friend) nyelvi elemet. Az egységbezárással kapcsolatosan szemléltetjük, hogy bizonyos nyelvi konstrukciók minta C++ barát (friend) túlzottan erős hozzáférést nyújthat egy osztály belső elemeihez. Ez a túlzott hozzáférés hibák forrása lehet az adott szoftverben. Javaslatot teszünk egy új nyelvi elem létrehozására amely lehetővé teszi, hogy megszorítsuk ezt a hozzáférést csupán néhány jól specifikált taghoz, ily módon erősítendő az egységbezárást és adatrejtést. Az egységbezárás mellett az absztrakció a másik alapvető szereplő ha nagy méretű szoftverek fejlesztéséről van szó. Különösen,ha többszálú programokról beszélünk. Bemutatunk egy új magas szintű C++ absztrakciót mely a read-copy-update konkurrens programozási mintán alapszik és elfogadható teljesítményt nyújt amellett, hogy kellően generikus és biztonságos használni. Az itt bemutatott új módszerek mindegyikéhez tartozik prototípus implementáció (ez alól kivételt képez a reflection alapú nem-tolakodó tesztelés ötlete)