TPV 测试项目总览

本文档基于 Test/ 目录下全部 68 个测试项目的源码总结其功能，并按实现难度升序排列（简单在前、困难在后），供编译器开发按序推进。

测试框架：几乎所有项目使用 testcheck 库（begin/section/check/ok/end）输出 PASS/FAIL 并汇总。多数项目还依赖 memhub 内存分配器与 t.CInt/t.CExport 等 C 互操作类型。

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一、全部测试功能一览（按实现难度升序）

难度：简单（16 个）—— 基础语法、库 API 直接调用

#	项目	功能概述	关键特性
1	FuncTest	函数调用基准：多参数、递归阶乘、双递归斐波那契、指针参数、u64/bool 返回、嵌套调用	函数定义/调用、递归、指针参数
2	LoopTest	循环基准：for/while/Collatz/嵌套 for/break/continue/带步长 range/u64 计数	循环、break/continue、range 步长
3	StringTest	string 库：strlen/strcpy/strcat/strcmp/strncpy/下标取字符/snprintf	string 库、C 字符串指针
4	StructTest	结构体：字段读写、嵌套（Rect.origin.x）、取地址修改、传值参数、数组布局	t.Struct、嵌套结构体、结构体指针/数组
5	EqTest	比较语义：str 的 == 是指针地址比较（值比较须 strcmp）、is 身份比较、与 None 比较	比较运算符、None、string.strcmp
6	ShortCircuitTest	短路求值：and/or/not 的求值顺序与副作用检测	短路语义、副作用函数
7	IterTest	for ch in str 逐字符迭代：求和字符码、写入数组、手动 strcpy	for-in 指针迭代、联合类型
8	Extern2Test	回归：CExtern/CExport/State 声明函数只生成一次 declare 不重复 define	外部声明修饰符、声明去重
9	SlotsBugTest	回归：__slots__ + 可识别类型注解不再误判崩溃（以编译通过为准）	slots、类型注解解析
10	ListTest	list[int] 容器：append/get/len/set/pop/clear/扩容/复用	泛型 list、特殊方法
11	MpoolOopTest	MemPool（bump）/MemSlab（定长块）OOP 测试：alloc/reset/free 复用、viperio.Buf	memhub 库、with 上下文、句柄类型
12	DocTest	__doc__ 魔法字符串：本模块与跨模块函数/类/方法 docstring 读取	docstring、doc 属性
13	ForAndLoopTest	迭代器组合：range/zip/enumerate 遍历 list/str/range，元组解包	内置迭代器、元组解包
14	VRandomTest	vrandom 库：RDRAND 硬件随机数 + 10 种统计分布采样	vrandom 库、硬件随机数
15	VariadicTest	变参 printf/snprintf：整数提升匹配 %u/%lu/%d/%x、边界值	变参 ABI、整数提升、格式串
16	ClosureCallTest	最小复现：闭包返回 t.CPtr 函数指针后直接 f() 调用	闭包、函数指针直接调用

难度：简单 → 中等（3 个）—— 泛型入门

#	项目	功能概述	关键特性
17	GenericTest	泛型基础：泛型函数/多类型参数/泛型类/多次特化/嵌套调用/CArray	泛型函数与类、特化、t.CArray
18	GenericTest3	泛型函数手动传类型参数 double[t.CInt](21)	显式类型参数调用语法
19	GenericTest4	泛型类手动传类型参数 Box[t.CInt](42)（GenericTest3 的类版本）	泛型类显式特化语法

难度：中等（21 个）—— 类型系统、容器、基础 OOP

#	项目	功能概述	关键特性
20	TypeCastTest	类型转换：zext/sext/trunc、C 语义运算（-100//7=-14）、CDefine、指针整数互转	C 整数体系、C 语义运算规则
21	PointerTest	指针操作：global 语义/指针算术/数组退化/CVoid↔CUInt32T/字节偏移/大小端	指针类型体系、global、大小端
22	LoopMathTest	while + 数学运算：四则/取模/位运算/复合赋值/三元/优先级/跨模块宏	运算全套、运算符优先级、宏引用
23	StringIterTest	指针迭代/算术、c.Deref/Set/Addr、多级指针、手动 strcpy；@t.Object 内联数组	指针算术、内联结构体数组
24	ExpandKeywordsTest	软关键字 fn/fun/func/function 与 def 等价、PEP 695 泛型函数	软关键字解析、泛型函数
25	SprintfTest	viperlib.snprintf：%a/%A 十六进制浮点与 glibc 对照、%g 精度 bug、多 int 变参	浮点格式化、变参 ABI
26	FormatStringTest	f-string 格式说明符：0x/016X/d/.2f、str 指针算术、CArray[u64]、ctraits.isptr	f-string、格式说明符、编译期类型判断
27	ClassArrayTest	类与数组基础：数据类/三维点/带 init 类/栈堆分配/各类数组/退化指针	OOP、t.CArray、堆管理
28	BuiltinDecoratorTest	内置装饰器：@property/getter/setter/deleter、@staticmethod、@classmethod 及混用	装饰器全套访问器
29	OopInheritTest	OOP 继承多态：@t.CVTable 虚方法覆盖、链式调用、运算符重载、三层继承	虚分派、运算符重载、链式调用
30	MemhubTest	MemManager 多态：基类指针虚分派 alloc/free、calloc 内部调虚函数	虚方法多态、继承体系
31	EnumTest	枚举：CEnum 取值 + REnum 携带数据变体，match/case 解构字段	CEnum、REnum、match 解构
32	DefineTest	编译期宏：CDefine 常量/宏函数、c.CIf/CIfdef/CIfndef 条件编译、platmacro 平台宏	编译期宏、条件编译、平台探测
33	ClosureTest	闭包作用域：global/nonlocal 嵌套/lambda 捕获/循环变量/global 数组	闭包、nonlocal/global、lambda
34	ClosureTest2	闭包进阶：nonlocal 条件分支/多变量 swap/引用 vs 值捕获/三层嵌套/结构体修改	引用捕获语义、多层级 nonlocal
35	G3	GSListNode F-bounded 泛型继承：class Node(GSListNode[Node]) 链遍历求和	递归泛型/自引用特化
36	G6	atom 模块内联汇编原子操作：test_and_set/clear/fence/is_lock_free/spinlock	内联汇编原子操作
37	VectorGenericTest	泛型容器 vector.Vector（MemPool 池化）：Vector[int]/Vector[double]	泛型容器、内存池
38	DictTest	dict 库：set/get/下标/len/contains/迭代/扩容/JSON dumps-loads/嵌套/get_vtype	dict 库、JSON、c.Deref
39	HashLibTest	hashlib md5/sha1/sha256/sha512、base64 往返、binascii 全套、默认参数函数	哈希/编码库、默认参数
40	ArgparseTest	argparse 库：手工 argv 解析、STORE/STORE_TRUE/COUNT 动作、--name=value、默认值	argparse、内存布局

难度：较难（26 个）—— 泛型进阶、多继承、闭包难点、编译器自身库

#	项目	功能概述	关键特性
41	GenericTest2	高级泛型：Stack[T]/Range[T]/Container[T]/泛型指针交换/sizeof 特化语义	泛型+指针+sizeof 特化
42	G4	includes 泛型继承（Phase1 stub 路径）+ 多模块（3 caller 交叉引用）链操作	泛型继承展平、多模块编译
43	G5	GSList[T] opaque 降级问题 + 访问器方案、泛型类作字段类型	泛型容器 opaque、跨模块 stub
44	G7	最小复现：类名 Value 与全局变量冲突导致 struct body 不完整	符号表命名冲突
45	GenericOopTest	泛型+OOP 组合：泛型函数互调、泛型类方法调泛型函数、多类型参数	泛型嵌套、联合类型强转语法
46	EdgeCaseTest	类型系统边界：import 别名作基类、前向引用继承、三层 CVTable 传播、BigEndian	类型别名、前向引用、字节序
47	MultiInheritTest	多继承：字段合并展平、菱形去重、MRO、CVTable 多继承、运算符重载继承	多继承布局、菱形、MRO
48	SuperTest	super() 语义：init 传递、静态绑定父类方法、三层链、MRO 查找	super、虚表继承、MRO
49	IsinstanceTest	isinstance 运行时 vtable 继承链比较、元组类型、多继承、跨模块虚分派	isinstance、运行时类型系统
50	NoVTableTest	@t.NoVTable 继承：双向/单向链表库、显式向下转型、递归泛型	无 vptr 布局、跨模块继承
51	HashTableTest	hashtable 库全生命周期：插入/更新/删除/迭代/50 元素扩容/空表	哈希表、Python 风格特殊方法
52	JsonTest	json 库：构造/解析/序列化/嵌套取值/转义/内存复用	json 库、条件表达式、转义
53	LogicFlowTest	控制流组合：for/while 嵌套、match 元组/守卫/穿透、c.Break/c.NoBreak	match 语法面、控制流代码生成
54	FakeDuckTest	str 扩展方法全套 + 魔法字段 data/mbuddy 注入 + split 8 种边界 + zip	扩展方法、魔法字段注入、迭代器
55	DecoratorTest	自定义装饰器 v4 约定：双阶段钩子、返回语义、@repeat(3)、递归保护	装饰器运行时机制
56	BuddyTest	MemBuddy 伙伴分配器压力测试：alloc/free/合并/calloc/realloc/边界/4 线程并发/OOM	内存分配器、多线程、边界
57	AstTest	AST 解析/遍历：tokenize/parse/dump、递归遍历、运行时 isinstance 区分节点	ast 库、运行时 isinstance
58	NewAstTest	ast 模块 93 项全面测试：手工构造节点 + parse 大量语法（match/async/lambda/f-string）	ast 库、语法面最广
59	LLvmLiteTest	llvmlite 库 27 节：类型/指令/模块打印/phi/switch/select/原子操作/SSA 验证	llvmlite、LLVM IR 全套
60	TestFBProject	异常继承体系 10 场景 + c.LLVMIR 内联 IR + t.CDefine 内联函数宏	异常机制、内联 LLVM IR
61	FileIoTest	Win32 文件 IO：CreateFile/Write/Read 底层 + OOP File 封装 + 宽字符中文 UTF-16	Win32 绑定、OOP 封装、宽字符串
62	SysLibTest	系统库：os.path/os/shutil/sys/subprocess 真实文件与子进程 I/O、平台宏分发	标准库集成、子进程、跨平台
63	NumpyTest	numpy 库约 30 组：创建/统计/运算符重载/数学函数/矩阵运算/边界/性能	numpy、运算符重载、性能
64	SimdTest	vipersimd SIMD：AVX2 向量正确性/批量运算/标量精确函数/SIMD 加速比	SIMD、性能基准
65	ZlibTest	zlib 库约 17 项：压缩往返/级别/增量对象/gzip/raw/zdict/Huffman 树/校验和	zlib、Huffman、位写入器
66	CPythonTest	CPython C API 绑定 + 包装类运算符重载：PyLong/Float/Unicode/List/Dict/PyRun/Import	CPython 嵌入、运算符重载、引用计数

难度：环境依赖（1 个）—— 需真实网络

#	项目	功能概述	关键特性
67	WebTest	网络栈：socket OOP、DNS 解析、requests.get HTTP 请求（依赖真实网络）	socket/requests、真实网络 I/O
68	NoVTableCrossMixinTest	回归：@t.NoVTable 多继承下跨 Mixin self. 方法调用——BaseB 内 self.helper() 调兄弟 Mixin BaseA.helper，须按定义类解析 + this 前移 sizeof(定义类)	跨 Mixin 调用、NoVTable 多继承、this 调整

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二、建议实现顺序（难度升序，共 68 步）

按"先基础语法 → 再类型系统 → 再容器/OOP → 再泛型/闭包难点 → 最后编译器自身库与外部集成"推进，每步按依赖关系排序。

第 1 层：基础语法与函数（8 个，建立编译最小可用）

1. FuncTest — 函数定义/调用/递归（编译器最基础能力）
2. LoopTest — for/while/break/continue（控制流基础）
3. StringTest — string 库（字符串是几乎所有测试的依赖）
4. StructTest — 结构体基础（OOP 的根基）
5. EqTest — 比较语义边界（==/is/None）
6. ShortCircuitTest — 短路求值（布尔逻辑正确性）
7. IterTest — for-in 字符串迭代
8. SlotsBugTest — 编译期回归（编译通过即达标）

第 2 层：类型系统、运算与声明（9 个）

9. TypeCastTest — 类型转换/C 语义运算（后续所有运算正确性的前提）
10. PointerTest — 指针操作/算术
11. LoopMathTest — 数学/位运算/复合赋值/优先级
12. StringIterTest — 指针迭代/算术/c.Deref/Set/Addr
13. ExpandKeywordsTest — 软关键字 fn/fun/func
14. VariadicTest — 变参 printf/snprintf
15. SprintfTest — 浮点格式化 %a/%g（格式化正确性）
16. FormatStringTest — f-string 格式说明符
17. Extern2Test — 外部声明去重

第 3 层：容器与内存（8 个）

18. ListTest — list[int] 基础容器（泛型 + 联合下标）
19. MpoolOopTest — MemPool/MemSlab（后续大量测试依赖 memhub）
20. MemhubTest — MemManager 多态（虚分派正确性）
21. DictTest — dict 库 + JSON 往返
22. HashLibTest — hashlib/base64/binascii
23. VRandomTest — vrandom 库（结构重复、快速验证）
24. VectorGenericTest — 泛型容器（初步接触泛型）
25. ArgparseTest — argparse（内存布局 + 解析器）

第 4 层：泛型（10 个，编译器核心难点之一）

26. GenericTest — 泛型基础（先建立泛型可用性）
27. GenericTest3 — 泛型函数显式类型参数
28. GenericTest4 — 泛型类显式类型参数
29. G3 — F-bounded 泛型继承（GSListNode[Node]）
30. G6 — atom 原子操作（无泛型，穿插放松）
31. GenericTest2 — 高级泛型 + sizeof 特化语义
32. G4 — includes 泛型继承 + 多模块引用
33. G5 — GSList[T] opaque 降级/访问器
34. G7 — 符号冲突回归（较难，可后置）
35. GenericOopTest — 泛型 + OOP 组合

第 5 层：OOP 与继承（9 个）

36. ClassArrayTest — 类与数组基础
37. OopInheritTest — 继承/虚方法/运算符重载/链式调用
38. BuiltinDecoratorTest — property/staticmethod/classmethod
39. EnumTest — CEnum/REnum + match 解构
40. EdgeCaseTest — 类型别名/前向引用/多层继承（类型系统边界）
41. IsinstanceTest — isinstance vtable 链（运行时类型系统）
42. MultiInheritTest — 多继承/菱形/MRO
43. NoVTableTest — @t.NoVTable 继承 + 链表库
44. SuperTest — super() 静态绑定/MRO

第 6 层：闭包与控制流进阶（5 个）

45. ClosureCallTest — 闭包函数指针调用（最小复现）
46. ClosureTest — nonlocal/global/lambda 基础
47. ClosureTest2 — 引用 vs 值捕获/多层级（闭包难点）
48. ForAndLoopTest — zip/enumerate 迭代器
49. LogicFlowTest — match 元组/守卫/控制流组合

第 7 层：编译器自身库与综合（8 个）

50. AstTest — AST 解析/遍历/isinstance
51. NewAstTest — ast 模块 93 项全面回归
52. LLvmLiteTest — llvmlite IR 生成（自举关键，27 节）
53. BuddyTest — 内存压力 + 多线程（可并行验证健壮性）
54. FakeDuckTest — str 扩展方法 + 魔法字段注入
55. DocTest — doc 跨模块
56. DefineTest — 编译期宏/条件编译/platmacro
57. DecoratorTest — 自定义装饰器 v4 约定（运行时机制）

第 8 层：外部库与真实环境（10 个）

58. HashTableTest — 哈希表全生命周期
59. JsonTest — json 构造/解析/序列化
60. TestFBProject — 异常体系 + 内联 LLVM IR
61. FileIoTest — Win32 文件 IO/宽字符
62. SysLibTest — os/shutil/sys/subprocess 真实 I/O
63. NumpyTest — numpy 数值库（运算符重载大考）
64. SimdTest — SIMD 向量 + 性能基准
65. ZlibTest — zlib/Huffman（代码量最大）
66. CPythonTest — CPython C API 嵌入（依赖 Python 运行时）
67. WebTest — socket/requests（依赖真实网络，最后跑）
68. NoVTableCrossMixinTest — @t.NoVTable 跨 Mixin self. 调用（编译器缺陷回归）

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三、按主题分组（索引）

基础语法与函数

FuncTest、LoopTest、LoopMathTest、ShortCircuitTest、ExpandKeywordsTest、TypeCastTest、EqTest、PointerTest

字符串与格式化

StringTest、StringIterTest、FormatStringTest、VariadicTest、SprintfTest、IterTest、FakeDuckTest（str 扩展方法）

容器与数据结构

ListTest、DictTest、HashTableTest、VectorGenericTest、JsonTest、HashLibTest

OOP 与继承

StructTest、ClassArrayTest、OopInheritTest、MultiInheritTest、SuperTest、NoVTableTest、IsinstanceTest、BuiltinDecoratorTest、DecoratorTest

泛型

GenericTest、GenericTest2、GenericTest3、GenericTest4、GenericOopTest、G3、G4、G5、G7

闭包

ClosureCallTest、ClosureTest、ClosureTest2

控制流

LoopTest、LoopMathTest、LogicFlowTest、ForAndLoopTest、EnumTest（match 解构）、EdgeCaseTest

内存管理

BuddyTest、MpoolOopTest、MemhubTest

编译期机制

DefineTest、Extern2Test、SlotsBugTest、TestFBProject（部分）

编译器自身库（自举用）

AstTest、NewAstTest、LLvmLiteTest、BuddyTest、DictTest、HashTableTest、JsonTest

外部库/系统集成

FileIoTest、SysLibTest、WebTest、ZlibTest、NumpyTest、SimdTest、CPythonTest、ArgparseTest、VRandomTest

回归复现（缺陷最小化）

G7（符号冲突）、ClosureCallTest（闭包指针调用）、Extern2Test（声明去重）、SlotsBugTest（注解崩溃）、SprintfTest（%g 精度/变参）

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四、排序原则说明

1. 依赖优先：FuncTest/TypeCastTest 保证基础运算 → MpoolOopTest/ListTest 建立 memhub/容器 → 所有依赖它们的测试。
2. 先面后点：先用每主题"基础版"（GenericTest、ClosureTest、OopInheritTest）验证可用，再用进阶版（GenericTest2、ClosureTest2、MultiInheritTest）压边界。
3. 难点靠后：泛型（G4/G5/G7）、多继承（MultiInheritTest/SuperTest）、闭包值捕获（ClosureTest2）、装饰器运行时（DecoratorTest）等语义深处放中后段。
4. 编译器自举相关后置：AstTest/NewAstTest/LLvmLiteTest 验证编译器自身依赖的库，是自举实验的前置检查。
5. 环境依赖最后：WebTest（真实网络）、CPythonTest（Python 运行时）、FileIoTest/SysLibTest（真实文件系统）放最后，避免环境问题干扰核心编译器验证。
6. 回归复现型穿插：G7/ClosureCallTest/Extern2Test/SlotsBugTest 等最小复现用例可随时单独运行验证特定修复。