Variant 模块测试

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概述

本文档描述了 Variant 模块的测试用例。Variant 模块是 MC++ 库的核心数据类型模块，提供了动态类型系统，支持多种数据类型（null、整数、浮点数、布尔值、字符串、数组、对象、二进制数据、扩展类型等）的统一表示和操作。

测试文件列表

Variant 模块包含以下测试文件：

1. test_variant_basic.cpp - 基本功能测试
2. test_variant_comparison.cpp - 比较操作符测试
3. test_variant_containers.cpp - 容器类型测试
4. test_variant_deep_copy.cpp - 深拷贝测试
5. test_variant_exceptions.cpp - 边缘情况、边界条件和异常处理测试
6. test_variant_extension.cpp - 扩展类型测试
7. test_variant_io.cpp - 输入输出测试
8. test_variant_operations.cpp - 算术和位运算测试
9. test_variant_reference.cpp - 引用类型测试
10. test_variant_visitor.cpp - 访问者模式测试
11. test_variant_conversion.cpp - 转换与复制相关测试
12. test_typed_variant.cpp - 固定类型 variant 测试
13. test_variant_c_api.cpp - C API 行为与 ABI 兼容性测试
14. test_variant_base.cpp - variant_base 核心 API 覆盖测试

说明：原 test_variant_bool_operator.cpp、test_variant_equality.cpp、test_variant_standard_containers.cpp 的场景分别合并进 test_variant_base.cpp、test_variant_comparison.cpp、test_variant_containers.cpp， 复用统一的断言工具并避免重复覆盖。

详细测试用例

test_variant_basic.cpp

基本功能测试，包括：

• 类型构造和转换
• 类型检查和查询
• 赋值操作
• 复制和移动操作
• 清除操作
• 带默认值的 as 方法

test_variant_comparison.cpp

比较操作符测试（26 个用例，已优化），包括：

• 基本类型比较（整数、浮点数、字符串等）
• 跨类型比较
• NaN 处理
• 数组和对象比较
• 边界值比较

test_variant_containers.cpp

容器类型测试（涵盖 dict 与 variants 的 13 个用例），包括：

• 数组（variants）操作与容量管理
• 对象（dict）操作
• 嵌套容器
• 容器迭代、插入/删除与哈希计算

test_variant_deep_copy.cpp

深拷贝测试（14 个用例），包括：

• 基本类型深拷贝
• 嵌套结构深拷贝
• 循环引用处理
• 相互引用处理
• 混合类型深拷贝

test_variant_exceptions.cpp

边缘情况、边界条件和异常处理测试（60 个用例），包括：

• SizeBlobType - blob 类型的 size() 方法
• OperatorIndexExtensionNoRefAccess - extension 类型不支持引用访问时的 operator[]
• OperatorIndexTypeError - operator[] 类型错误
• OperatorIndexConstExtension - const operator[] 与 extension
• GetWithDefaultValue - get() 方法带默认值
• ContainsNonObject - contains() 在非对象类型时
• OperatorEqualDictNonObject - operator==(const dict&) 在非对象类型时
• SetValueExtensionType - set_value() 与 extension 类型
• OperatorPlusStringBlob - 字符串与 blob 相加
• OperatorPlusBlobString - blob 与字符串相加
• OperatorPlusBlobInvalidType - blob 与无效类型相加
• OperatorPlusObjectInvalidType - 对象与无效类型相加
• OperatorMinusException - 减法运算异常
• OperatorMultiplyException - 乘法运算异常
• OperatorDivideException - 除法运算异常
• OperatorModuloException - 取模运算异常
• OperatorBitwiseAndException - 位与运算异常
• OperatorBitwiseOrException - 位或运算异常
• OperatorBitwiseXorException - 位异或运算异常
• ConstructorWithExtensionType - extension 类型构造
• MoveConstructorBlobType - blob 类型移动构造
• MoveConstructorExtensionType - extension 类型移动构造
• SetValueMoveSameType - set_value() 移动相同类型
• OperatorLeftShiftLargeAmount - 左移大数值（>= 64）
• OperatorRightShiftLargeAmount - 右移大数值（>= 64）
• OperatorRightShiftLargeAmountNegative - 负数右移大数值
• VisitVariousTypes - visit() 各种类型
• VisitExtensionNull - visit() extension 为 null
• AsUint64DefaultBranch - as_uint64() default 分支
• OperatorAssignNullptrChar - operator=(const char*) 当参数为 nullptr
• OperatorAssignStringViewToBlob - operator=(std::string_view) 赋值给 blob
• OperatorAssignBlobToBlob - operator=(const blob&) 赋值给 blob
• GetStringException - get_string() 异常情况
• GetBlobException - get_blob() 异常情况
• GetArrayException - get_array() 异常情况
• GetObjectException - get_object() 异常情况
• AsExtensionException - as_extension() 异常情况
• OperatorPlusNumericWithArray - operator+(detail::numeric_t) 与数组
• OperatorPlusNumericWithObject - operator+(detail::numeric_t) 与对象（异常）
• OperatorPlusNumericWithString - operator+(detail::numeric_t) 与字符串
• OperatorMinusNumericUnderflow - operator-(detail::numeric_t) 下溢
• OperatorDivideNumericByZero - operator/(detail::numeric_t) 除零
• OperatorModuloNumericByZero - operator%(detail::numeric_t) 除零
• OperatorEqualWithVariants - operator==(const variants&) 数组比较
• OperatorLessWithVariants - operator<(const variants&) 数组比较
• OperatorGreaterWithVariants - operator>(const variants&) 数组比较
• OperatorLessNumericWithNaN - operator<(detail::numeric_t) 与 NaN
• OperatorGreaterNumericWithNaN - operator>(detail::numeric_t) 与 NaN
• OperatorLessEqualNumericWithNaN - operator<=(detail::numeric_t) 与 NaN
• OperatorGreaterEqualNumericWithNaN - operator>=(detail::numeric_t) 与 NaN
• OperatorLessNumericWithString - operator<(detail::numeric_t) 与字符串
• OperatorGreaterNumericWithString - operator>(detail::numeric_t) 与字符串
• OperatorLessNumericWithBlob - operator<(detail::numeric_t) 与 blob
• OperatorGreaterNumericWithBlob - operator>(detail::numeric_t) 与 blob
• OperatorEqualNumericWithVariousTypes - operator==(detail::numeric_t) 各种类型
• OperatorLessVariantsException - operator<(const variants&) 异常情况
• OperatorGreaterVariantsException - operator>(const variants&) 异常情况

test_variant_extension.cpp

扩展类型测试（23 个用例），包括：

• 扩展类型构造与基本操作
• 零开销引用访问验证
• 扩展类型拷贝和移动
• 扩展类型哈希与链式访问
• 扩展类型相等性验证（覆盖 equals 覆写路径）

test_variant_io.cpp

输入输出测试（6 个用例），包括：

• 流输出
• JSON 序列化
• JSON 反序列化
• 格式化输出

test_variant_operations.cpp

算术和位运算操作符测试，包括：

• 整数运算（加法、减法、乘法、除法、取模）
• 浮点数运算
• 字符串连接
• 数组拼接
• 对象合并
• blob 操作
• 位运算（与、或、异或、左移、右移）
• 复合赋值运算
• 自增自减运算
• 一元运算（正负号、逻辑非）

test_variant_reference.cpp

引用类型测试（45 个用例），包括：

• variant_reference 构造和访问
• 引用赋值
• 引用比较
• 引用操作符（[]、*、->）
• 复合赋值操作符
• 自增自减操作符
• 一元操作符
• 类型转换
• extension 访问（缓存与零开销场景）

test_variant_visitor.cpp

访问者模式测试（20 个用例），包括：

• visit() 方法各种类型
• visit_with() 模板方法
• 自定义访问者实现
• 访问者返回值处理

test_typed_variant.cpp

固定类型 variant 测试（13 个用例），包括：

• 固定类型锁定
• 类型不匹配异常
• 各种类型的固定 variant
• 边界值测试

运行测试

运行所有 variant 模块测试

# 运行所有模块测试
meson test -C builddir

# 或者使用 ninja
ninja -C builddir test

注意:

• meson 构建配置中只有一个测试注册（libmcpp unit tests），不能使用 --suite variant 运行特定模块测试
• 要通过 meson 传递参数给测试可执行文件，使用 --test-args 选项
• 推荐直接运行可执行文件，更简单直接

test_variant_conversion.cpp

转换与复制相关测试，包括：

• CopyOnVariousTypes - variant_base::copy() 针对数字、字符串、数组、对象的等价性
• CopyBlobShouldBeEqual - blob 类型的 copy() 等价性
• ToVariantOverloads - to_variant 重载：bool、const char*、char*、variants、nullptr
• FromVariantOverloads - from_variant 重载：const char*&、char*&、bool&、variants&、dict&
• StreamOutputFormatting - operator<< 针对各种类型的流输出格式化

test_variant_base.cpp

variant_base 核心 API 场景测试（精简重复后保留关键覆盖），包括：

• 对象、array 与 extension 的引用访问、get/contains、clear 等组合验证
• set_value（含移动分支）、set_fixed_type、swap 与 visit/visit_with 的状态管理行为
• 数值/字符串/布尔/blob 的转换路径以及 detail::numeric_t 运算、比较
• copy/deep_copy/move、hash 计算和 get_type_name 等基础能力
• to_variant/from_variant 辅助函数及 variants/dict 互操作场景
• 补充覆盖 extension 空指针、array 越界、dict 等场景的异常路径

未覆盖说明：variant_base::set_value 内部的 throw_unknow_type_error 分支依赖非法类型编号， 正常 API 无法触发，故仅在 README 备注，未通过测试构造覆盖。

运行特定测试文件

# 测试基本功能（所有用例）- 直接运行可执行文件（推荐）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantBasicTest.*"

# 或通过 meson 传递参数
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantBasicTest.*"

# 测试异常/边界情况（所有用例）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantExceptionsTest.*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantExceptionsTest.*"

# 测试转换与复制（所有用例）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantConversionTest.*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantConversionTest.*"

# 测试操作符（所有用例）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantOperationsTest.*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantOperationsTest.*"

# 测试引用类型（所有用例）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantReferenceTest.*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantReferenceTest.*"

# 测试访问者模式（所有用例）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantVisitorTest.*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantVisitorTest.*"

运行特定测试用例

# 使用 gtest 过滤器运行特定用例（直接运行可执行文件，推荐）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantEdgeCasesTest.OperatorAssignNullptrChar"

# 或通过 meson 传递参数
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantEdgeCasesTest.OperatorAssignNullptrChar"

# 运行多个测试用例（使用通配符）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantEdgeCasesTest.Operator*"
meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=VariantEdgeCasesTest.Operator*"

测试统计

• 测试文件总数: 14 个
• 测试用例总数: 323 个（已优化，删除了重复的测试用例）
  • test_variant_basic.cpp: 15 个用例
  • test_variant_comparison.cpp: 38 个用例（已优化，从 39 个减少到 38 个）
  • test_variant_containers.cpp: 19 个用例
  • test_variant_deep_copy.cpp: 15 个用例
  • test_variant_exceptions.cpp: 60 个用例
  • test_variant_extension.cpp: 28 个用例
  • test_variant_io.cpp: 6 个用例
  • test_variant_operations.cpp: 37 个用例
  • test_variant_reference.cpp: 45 个用例
  • test_variant_visitor.cpp: 20 个用例
  • test_variant_conversion.cpp: 6 个用例
  • test_typed_variant.cpp: 13 个用例
  • test_variant_c_api.cpp: 3 个用例
  • test_variant_base.cpp: 18 个用例
• 测试覆盖的功能模块:
  • Variant Base（基础类型系统）
  • Variant Operations（算术和位运算）
  • Variant Comparison（比较操作）
  • Variant Reference（引用类型）
  • Variant Extension（扩展类型）
  • Variant Visitor（访问者模式）
  • Typed Variant（固定类型 variant）
  • Deep Copy（深拷贝）
  • IO Operations（输入输出）

代码覆盖率

当前测试覆盖率（持续更新中）：

• Line Coverage: 持续提升中
• Branch Coverage: 持续提升中
• Function Coverage: 持续提升中

测试用例持续增加，特别是 test_variant_exceptions.cpp 文件，专门用于覆盖边缘情况、边界条件和异常处理，以提高代码覆盖率。

调试测试

# 使用 gdb 调试测试
gdb --args ./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantEdgeCasesTest.OperatorAssignNullptrChar"

# 启用详细输出（直接运行可执行文件）
./builddir/tests/libmcpp_test --gtest_filter="VariantEdgeCasesTest.*" --verbose

# 或通过 meson 启用详细输出
meson test -C builddir --verbose --test-args="--gtest_filter=VariantEdgeCasesTest.*"

测试注意事项

1. meson test 命令格式: meson 构建配置中只有一个测试注册（libmcpp unit tests），要传递参数给测试可执行文件，使用 --test-args 选项。格式：meson test -C builddir --test-args="--gtest_filter=..."。注意不要在 --test-args 中使用引号包裹整个参数，gtest_filter 的值可以用引号。
2. 直接运行可执行文件: 推荐直接运行 ./builddir/tests/libmcpp_test，这样更简单直接，不需要通过 meson。
3. 类型转换: variant 支持灵活的类型转换，测试用例覆盖了各种类型转换场景，包括成功和失败的情况。
4. 异常处理: variant 在类型不匹配或操作不支持时会抛出异常，测试用例验证了各种异常情况。
5. 深拷贝: variant 支持深拷贝，可以处理嵌套结构和循环引用，测试用例验证了这些复杂场景。
6. 扩展类型: variant 支持自定义扩展类型，测试用例展示了如何实现和使用扩展类型。
7. 访问者模式: variant 实现了访问者模式，支持类型安全的值访问，测试用例覆盖了各种访问场景。
8. 固定类型 variant: typed_variant 确保类型不会被改变，测试用例验证了类型锁定机制。
9. 边界值测试: test_variant_exceptions.cpp 专门测试边界条件和边缘情况，包括 NaN、nullptr、空容器、大数值等。
10. 数值运算: variant 支持各种数值运算，包括整数、浮点数、字符串、数组、对象等类型的运算，测试用例覆盖了各种运算场景和异常情况。
11. 比较操作: variant 支持跨类型比较，包括数值比较、字符串比较、数组比较等，测试用例验证了各种比较场景。
12. 引用类型: variant_reference 提供了统一的引用访问接口，支持数组、对象、扩展类型的统一访问，测试用例验证了引用操作的各种场景。