锁定环境中 Fortran 的基本单元测试

Question

尝试向大量现有 (Fortran 90) 代码中添加一些基本单元测试是一种明智的方法，即开发者仅在锁定的系统上，没有机会安装任何代码第三方框架。我几乎仅限于标准的 Linux 工具。目前，代码库使用非常有限的一组测试在完整的系统级别进行测试，但这非常耗时（运行数天），因此在开发过程中很少使用

理想情况下，希望能够逐步向关键系统添加目标测试，而不是一次尝试彻底检查整个代码库。

以下面的示例模块为例，假设实现了Assert in Fortran中详述的断言类型宏

MODULE foo
    CONTAINS
    FUNCTION bar() RESULT (some_output)
        INTEGER :: some_output
        some_output = 0
    END FUNCTION bar
END MODULE foo

我想到了几种可能的方法，但实施这些方法可能存在技术或行政方面的挑战，我不知道：

1. 为每个模块单独测试模块，如下所示，并有一个主测试运行器来调用每个模块中的每个函数

   MODULE foo_test
       CONTAINS
       SUBROUTINE bar_test()
        ! ....
       END SUBROUTINE bar_test()
   END MODULE foo_test
   

2. 与上述方法类似，但每个测试都有单独的可执行文件。明显的好处是单个故障不会终止所有测试，但可能更难管理大量测试可执行文件，并且可能需要大量额外代码。

3. 使用预处理器在每个模块中包含包含测试的主要功能，例如在 gfortran Fortran 90 with C/C++ style macro (e.g. # define SUBNAME(x) s ## x) 中并使用构建脚本自动测试 main 存储在主代码文件中的预处理器分隔符之间。

我曾尝试使用一些现有的 Fortran 框架（如 >Why the unit test frameworks in Fortran rely on Ruby instead of Fortran itself?> 中所述），但对于这个特定项目，无法在我使用的系统上安装其他工具。

Answer 1

在我看来，断言机制并不是 Fortran 单元测试的主要关注点。如您链接的答案中所述，Fortran 存在多个单元测试框架，例如 funit 和 FRUIT。

但是，我认为，主要问题是依赖关系的解决。您可能有一个包含许多相互依赖的模块的大型项目，并且您的测试应该涵盖使用许多其他模块的模块之一。因此，您需要找到这些依赖项并相应地构建单元测试。一切都归结为编译可执行文件，断言的优势非常有限，因为无论如何您都需要定义测试并自己进行比较。

我们正在使用 Waf 构建我们的 Fortran 应用程序，它带有一个单元 testing utility itself。现在，我不知道这是否可以供您使用，但唯一的要求是 Python，它应该可以在几乎任何平台上使用。一个缺点是，测试依赖于一个返回码，这在 Fortran 中不容易获得，至少在 Fortran 2008 之前不能以可移植的方式获得，它建议在返回码中提供停止码。所以我修改了我们项目中成功的检查。我希望测试写一些字符串，而不是检查返回码，并在输出中检查：

    def summary(bld):
            """
            Get the test results from last line of output::

                    Fortran applications can not return arbitrary return codes in
                    a standarized way, instead we use the last line of output to
                    decide the outcome of a test: It has to state "PASSED" to count
                    as a successful test.

                    Otherwise it is considered as a failed test. Non-Zero return codes
                    that might still happen are also considered as failures.

                    Display an execution summary:

                    def build(bld):
                            bld(features='cxx cxxprogram test', source='main.c', target='app')
                            from waflib.extras import utest_results
                            bld.add_post_fun(utest_results.summary)
            """
            from waflib import Logs
            import sys

            lst = getattr(bld, 'utest_results', [])

            # Check for the PASSED keyword in the last line of stdout, to
            # decide on the actual success/failure of the test.
            nlst = []
            for (f, code, out, err) in lst:
                    ncode = code
                    if not code:
                            if sys.version_info[0] > 2:
                                    lines = out.decode('ascii').splitlines()
                            else:
                                    lines = out.splitlines()
                            if lines:
                                    ncode = lines[-1].strip() != 'PASSED'
                            else:
                                    ncode = True
                    nlst.append([f, ncode, out, err])
            lst = nlst

我还按照惯例添加了测试，在构建脚本中只需要提供一个目录，并且该目录中以 _test.f90 结尾的所有文件都将被假定为单元测试，我们将尝试构建并运行它们：

def utests(bld, use, path='utests'):
    """
    Define the unit tests from the programs found in the utests directory.
    """
    from waflib import Options
    for utest in bld.path.ant_glob(path + '/*_test.f90'):
            nprocs = search_procs_in_file(utest.abspath())
            if int(nprocs) > 0:
                    bld(
                        features = 'fc fcprogram test',
                        source = utest,
                        use = use,
                        ut_exec = [Options.options.mpicmd, '-n', nprocs,
                                   utest.change_ext('').abspath()],
                        target = utest.change_ext(''))
            else:
                    bld(
                        features = 'fc fcprogram test',
                        source = utest,
                        use = use,
                        target = utest.change_ext(''))

您可以在Aotus library 中找到类似定义的单元测试。在wscript 中使用了哪些通过：

from waflib.extras import utest_results
utest_results.utests(bld, 'aotus')

然后也可以从单元测试中仅构建子集，例如通过运行

./waf build --target=aot_table_test

在奥图斯。我们的测试覆盖面有点少，但我认为这个基础设施展览会实际上相当不错。测试可以简单地利用项目中的所有模块，并且可以轻松编译。

现在我不知道这是否适合你，但我会更多地考虑在你的构建环境中集成你的测试，而不是关于断言的东西。在每个模块中都有一个测试例程绝对是一个好主意，然后可以很容易地从测试程序中调用它。我会尝试为您要测试的每个模块设置一个可执行文件，其中每个模块当然可以包含多个测试。