Testing Strategy

测试策略

FastQTools 采用分层测试策略，结合单元测试、集成测试和端到端测试确保代码正确性。

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测试金字塔

        /\
       /  \  E2E 测试（少量，验证 CLI 集成）
      /----\
     /      \  集成测试（适量，验证模块协作）
    /--------\
   /          \  单元测试（大量，验证独立逻辑）
  /------------\

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目录结构

tests/
├── unit/                     # 单元测试（GTest）
│   ├── common/               #   通用工具测试
│   ├── config/               #   配置模块测试
│   ├── error/                #   错误处理测试
│   ├── io/                   #   I/O 模块测试
│   └── statistics/           #   统计模块测试
├── integration/              # 集成测试
│   └── test_pipeline_integration.cpp
├── e2e/                      # 端到端测试
│   ├── test_cli.sh           #   Shell E2E
│   └── test_advanced_cli.py  #   Python E2E
├── utils/                    # 测试工具库
│   ├── test_helpers.h        #   临时文件/合成数据/文件比较
│   └── fixture_loader.h      #   测试数据加载
└── cmake_package_consumer/   # CMake 包集成测试

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运行测试

# 所有测试
./scripts/core/test

# 仅单元测试
./scripts/core/test --type unit

# 仅集成测试
./scripts/core/test --type integration

# 过滤特定测试
./scripts/core/test --filter "*timer*"

# 重复执行（检测 flaky tests）
./scripts/core/test --repeat 5

# 详细输出
./scripts/core/test --verbose

# 覆盖率报告
./scripts/core/build --coverage --dev
./scripts/core/test --coverage

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单元测试

使用 Google Test 框架，通过 TEST 或 TEST_F 宏定义测试用例。

示例

class FastqReaderTest : public ::testing::Test {
protected:
    void SetUp() override {
        // 创建临时 FASTQ 文件
    }
    void TearDown() override {
        // 清理资源
    }
};

TEST_F(FastqReaderTest, ReadBasic) {
    EXPECT_EQ(records[0].id, "read1");
}

CMake 集成

tests/CMakeLists.txt 提供 add_unit_test 宏，自动链接 GTest 和测试工具库。

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集成测试

验证模块间协作，如完整的 filter 流水线：

• 创建临时 FASTQ 输入文件
• 配置 pipeline（predicates + mutators）
• 执行 pipeline->run()
• 验证输出文件内容和统计结果

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端到端测试

Shell E2E (test_cli.sh)

直接调用 FastQTools 可执行文件，验证：

• --help 输出可用命令
• filter --help / stat --help 显示选项
• --quiet 抑制 banner
• filter / stat 命令功能正确
• 退出码正确

使用 mktemp -d + trap 确保临时资源自动清理。

Python E2E (test_advanced_cli.py)

更复杂的场景测试，使用 Python subprocess 调用可执行文件。

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测试工具库

tests/utils/ 提供两个核心工具类，编译为 test_utils 静态库。

FixtureLoader

// 加载预定义测试数据
auto content = FixtureLoader::loadTextFile("sample.fastq");
auto lines = FixtureLoader::loadLines("expected_output.txt");

TestHelpers

// 创建临时文件/目录
auto tmpFile = TestHelpers::createTempFile(content, ".fastq");
auto tmpDir = TestHelpers::createTempDir();

// 生成合成数据
auto records = TestHelpers::generateFastQRecords(1000, 150);
auto dna = TestHelpers::generateRandomDNA(150);

// 文件比较
bool same = TestHelpers::compareFiles(file1, file2);

// 清理
TestHelpers::cleanup();

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覆盖率

# 构建 + 测试 + 报告
./scripts/core/build --coverage --dev
./scripts/core/test -b build/clang-debug
./scripts/tools/coverage-report

产出：

• HTML 报告: coverage_report/html/index.html
• XML 报告: coverage_report/coverage.xml

阈值配置

编辑 config/coverage/thresholds.json：

{
  "line_coverage": { "minimum": 70, "target": 80 },
  "function_coverage": { "minimum": 80, "target": 90 }
}

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编写新测试指南

1. 使用工具库: 通过 TestHelpers 创建临时文件，避免手动管理
2. 资源清理: 在 TearDown() 或 cleanup() 中释放资源
3. 独立性: 每个测试使用独立临时目录，避免跨测试副作用
4. 边界用例: 重点测试空输入、大文件、非法格式等边界情况
5. 性能测试: 在 Release 模式下运行，使用 Timer 类计时

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常见测试问题排查

现象	原因	解决
Fixture 文件找不到	工作目录不正确	使用 FixtureLoader::getFixturePath 智能查找
CI 上随机失败	并发竞争	确保每个测试使用独立临时目录
find_package(GTest) 失败	依赖未安装	运行 conan install
覆盖率工具缺失	lcov 未安装	sudo apt install lcov

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