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自動テスト

GitHub Actions を使用して、プッシュ時、プルリクエスト作成時にライブラリのコードを自動的に検証します。

この検証を行うことで、ライブラリ追加時にコンパイルエラーになったり、バグが生じることを大幅に減らせます。

テストコードのビルドに失敗、もしくは終了コードが 0 以外の場合、検証が失敗します。

検証の状態は Action タブ から確認できます。ワークフローは UdonLibrary/.github/workflows/ に定義されています。

またのメインページの README に貼られているバッジから見ることもできます(反映に少し時間がかかります)。

Arduino Lint Unit Tests

検証が成功している場合 passing と表示され、失敗していると failing と表示されます。

Arduino Lint

■ 概要

arduino cli を使用してコンパイルできるか検証します。

このテストでは構文のチェックを行うだけで、アルゴリズムのチェックは行いません。コンパイル時に処理可能なアルゴリズムはテストされます。

検証されるボードは Arduino Nano Uno UnoMini Raspberry Pi Pico PicoW Teensy3.5 3.6 4.0 4.1 です。

■ ディレクトリを追加する

UdonLibrary/test/ArduinoLint/src 下にディレクトリを作成するだけでよいです。

Arduino の仕様で src ディレクトリ内のソースファイルは再帰的にコンパイルされるため、src ディレクトリ下に配置したファイルは全て検証されます。

■ テストファイルを追加する

UdonLibrary/test/ArduinoLint/src/Sample に .cpp ファイルを作成します。

// UdonLibrary/src/Udon/Sample/Sample.hpp (例)
struct Sample
{
    double a;
    double f() const {
        return a;
    }
};
// UdonLibrary/test/ArduinoLint/src/Sample/Sample.cpp (例)
#include <UdonFwd.hpp>
#include <Udon/Sample/Sample.hpp>

static void test()
{
    Sample sample{ 10.0 };
    sample.f();
}

test という関数は他のテストファイルにも存在しているため、static 関数にし内部リンケージを持たせています。

■ コンパイル時に計算可能なアルゴリズムのテスト

コンパイル時に値が決定する関数、定数は static_assert(定数式, 文字列リテラル) を使用してテストできます。

static_assert は定数式が false であるときにコンパイルエラーになります。

// UdonLibrary/src/Udon/Algorithm/Factorial.hpp (例)
constexpr int Factorial(int n) { ... }
// UdonLibrary/test/ArduinoLint/src/Algorithm/Factorial.cpp (例)
#include <Udon/Algorithm/Factorial.hpp>

static void test()
{
    static_assert(Factorial(1) ==   1, "");
    static_assert(Factorial(2) ==   2, "");
    static_assert(Factorial(3) ==   6, "");
    static_assert(Factorial(4) ==  24, "");
    static_assert(Factorial(5) == 120, "");
}

■ 検証ボードを追加する

本テストのワークフローは UdonLibrary/.github/workflows/ArduinoLint.yml に定義されています。

このファイルにある matrix: bord: に fqbn を調べ追記することでボードを追加できます。

- fqbn: rp2040:rp2040:rpipico
  platform: rp2040:rp2040
  url: https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json

arduino-cli のインストールがされている場合、以下コマンドで調べられます。

arduino-cli board listall

プラットフォームを追加するには (プラットフォームを追加するとfqbnが上記のコマンドで表示されるようになります)

arduino-cli core update-index
arduino-cli core install arduino:avr  # 任意のプラットフォーム

URL プラットフォームをから追加するには

arduino-cli config add board_manager.additional_urls https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json
arduino-cli core update-index
arduino-cli core install rp2040:rp2040  # 任意のプラットフォーム

■ ローカル環境で実行

UdonLibrary/test/ArduinoLint/ArduinoLint.ino を ArduinoIDE で開き、検証ボタンを押すことで、プッシュせずにテストを実行できます。

Google Unit Test

■ 概要

GoogleTest を使用してアルゴリズムの検証を行います。

■ ディレクトリを追加する

UdonLibrary/test/UnitTest 下にディレクトリを配置します。

GoogleTest は CMake を使用してビルドを行います。そのためビルドしたいファイル、ディレクトリを CMakeLists.txt に登録する必要があります。

ディレクトリを追加する場合、追加した親ディレクトリ内の CMakeLists.txt に add_subdirectory を使用してディレクトリを登録します。

# UdonLibrary/test/UnitTest/CMakeLists.txt (親ディレクトリのCMakeLists.txt)
# ...
# ...
# ファイル末尾
# サブディレクトリ登録
add_subdirectory(./Sample)

■ ソースファイルを追加する

UdonLibrary/test/UnitTest にディレクトリを追加し、 .cpp ファイルを追加します。

ソースファイルを追加する場合、追加したディレクトリ内の CMakeLists.txt に add_executable を使用してソースファイルを登録します。

加えて GoogleTest とのリンク設定、本ライブラリのインクルードパス設定を行います。

# UdonLibrary/test/UnitTest/Sample/CMakeLists.txt (子ディレクトリのCMakeLists.txt)
cmake_minimum_required(VERSION 3.14)

# ソースファイル登録
add_executable(SampleTest
    Sample.cpp
    # ...
    # 複数ソースファイルがある場合はここに追加していく
    # ...
)

# インクルードパス設定
target_include_directories(SampleTest PUBLIC ${UDON_LIBRARY_DIR})

# GoogleTestとリンク
target_link_libraries(SampleTest gtest_main)

# discover tests
gtest_discover_tests(SampleTest)

${UDON_LIBRARY_DIR} は実行マシンから見た UdonLibrary/src の絶対パス名で UdonLibrary/test/UnitTest/CMakeLists.txt 内で定義されます。

■ テストを書く

追加したソースファイルにテストコードを記述します。テストコードの書き方は GoogleTest ドキュメント を参照してください。

// UdonLibrary/src/Udon/Algorithm/Factorial.hpp
int Factorial(int n) { ... }
// UdonLibrary/test/UnitTest/Sample/Sample.cpp
#include <gtest/gtest.h>
#include <Udon/Algorithm/Factorial.hpp>

TEST(FactorialTest, HandlesPositiveInput)
{
    EXPECT_EQ(Factorial(1),   1);
    EXPECT_EQ(Factorial(2),   2);
    EXPECT_EQ(Factorial(3),   6);
    EXPECT_EQ(Factorial(4),  24);
    EXPECT_EQ(Factorial(5), 120);
}

EXPECT_EQ(val1, val2) は val1 == val2 であるかを検証します。

■ ローカル環境で実行

UdonLibrary/test/UnitTest で以下のコマンドを実行することで、プッシュせずにローカルで実行できます。

cmake -S . -B Build
cmake --build Build
cd Build
ctest --output-on-failure
cd -

CMake のインストールをあらかじめ済ませておく必要があります。

# Windows
winget install -e --id Kitware.CMake
# MacOS Linux
brew install cmake
# Linux
sudo apt update && sudo apt install cmake

GoogleTest はサブモジュールとして追加されているため、本ライブラリを --recursive オプションを付けずクローンした場合追加されません。サブモジュールをクローンするには次のコマンドを実行します。

git submodule update --init --recursive