基于Python的Web自動化測試的實踐

方巍，吳伶琳

（1.江蘇省太倉高級中學，太倉215411；2.蘇州健雄職業技術學院人工智能學院，太倉215411）

0 引言

隨著軟件在社會各個領域中發揮的作用不斷增大，軟件產品的質量越來越受到企業和用戶的重視。然而軟件迭代的周期縮短導致軟件測試的速度跟開發脫節，如何較大幅度地提升軟件測試的效率成為人們研究的熱點問題。與傳統的人工測試相比，合理地運用自動化測試技術能節約大量的人力、物力，能夠縮短測試周期，從而較好地解決這一問題。

與手工測試類似，自動化測試也需要制定測試計劃，根據軟件需求規格說明書分析測試需求，使用黑盒、白盒等方法設計測試用例，在搭建好測試環境的基礎上使用相關語言編寫自動化腳本，執行測試并記錄缺陷等。當然在執行自動化腳本之前也需要進行手工測試，為更好地發現缺陷奠定堅實的基礎。

1 自動化測試技術

1.1 測試工具

根據被測軟件的類型不同，可以選擇不同的測試工具。例如針對桌面應用，主流的測試工具有UTF、Auto Runner等；如果測試的是Web系統，Selenium則是一種非常不錯的選擇。

Selenium是一款免費、開源的分布式的自動化測試工具，對商業用戶也沒有任何限制；支持多種平臺，可以在Windows、Linux、Mac和Solaris等多種操作系統上運行；支持多種瀏覽器，包括IE、Firefox、Safari、Opera、Chrome等；使用方便，支持腳本錄制，可以將測試用例分布到不同的測試機器上執行；支持多種語言，包括C、Java、Ruby、Python、C#等。

1.2 Python語言

Python是一門優雅而健壯的編程語言，它繼承了傳統編譯語言的強大性和通用性，同時也借鑒了簡單腳本和解釋語言的易用性[1]。它的特點包括：代碼簡潔、短小，開源、跨平臺，面向對象，可擴展性好等，因此它被應用于數據分析與處理、網絡爬蟲、Web應用開發、人工智能、自動化測試等多個領域。

在自動化測試領域既可以使用Python的標準庫PyUnit作為自動化測試框架，也可以使用Robot Frame?work等自動化測試框架來開展工作，該框架具備良好的可擴展性，支持關鍵字驅動，可以同時測試多種類型的客戶端或者接口，可以進行分布式測試執行。

2 網頁元素定位

自動化功能測試工具Selenium可以模仿人類對網頁進行自動化的操作，那么要實現對網頁元素的操作，就要能夠精準地對網頁元素進行定位。可以用于定位的常用的Web頁面元素的屬性有：id、name、class name、link text、XPath和CSS Selector等。下面我們重點介紹常用的四種方法。

2.1 通過id屬性進行定位

如果Web頁面中的id不是動態的，則一個頁面的id是唯一的。該方法通過查找Web頁面上的元素id值來獲取元素，但是對于動態分配Web元素id的情況，這種方法不能使用。

例如：百度首頁搜索框的源代碼如下：

不難發現其id屬性是“kw”，因此可以使用id來進行元素定位。driver表示為創建的一個webdriver對象，代碼為：

element=driver.find_element_by_id（"kw"）

2.2 通過link text屬性進行定位

訪問網頁的時候，我們可以通過超鏈接的方式鏈接到下層的網頁或者其他網站，通過查找網頁的link text屬性，模擬對鏈接文本的單擊操作就可以實現自動的訪問。該定位方法僅適用于文本鏈接的場景，通過元素標簽對應的文本信息來定位元素，相對其他的元素定位方法，適用的場景比較有限[2]。

例如百度首頁上方“新聞”文字的link text屬性是“新聞”，可以使用該屬性來進行元素定位。代碼為：

element=driver.find_element_by_link_text（"新聞"）

2.3 通過XPath屬性進行定位

XPath是英文XML Path Language的簡稱，即XML文檔路徑的定位語言。XPath基于XML的樹狀結構進行信息的查找，它使用路徑表達式定位XML文檔中的節點或節點集。通過記錄由根節點到該節點經過的所有節點的tagName等信息，可以形成唯一一條到達該節點的路徑表達式[3]。Selenium可以將這種強大的語言應用在Web頁面元素的定位中，定位的方式通常有絕對路徑和相對路徑兩種。具體如下：

（1）絕對路徑

絕對路徑表達式以“/”開頭，它從樹形結構的根節點開始，沿著樹結構一直到目標節點結束。當元素層級很深的時候，絕對路徑表達式會過長，閱讀性不好，既影響查找的效率又很難進行維護，因此一般不建議使用。

（2）相對路徑

相對路徑表達式以“//”開頭，它從某個節點開始，沿著樹結構一直到目標節點結束。目前常用的瀏覽器谷歌、火狐等都提供了XPath的工具，可以方便地獲取XPath路徑。例如百度搜索框的XPath屬性可以通過定位到該元素，在該元素的HTML代碼使用快捷菜單“Copy->Copy XPath”獲得，其屬性值為“//*[@id="kw"]”。“//”表示當前頁面某個目錄下；“*”是通配符，表示匹配任意的節點；“[@id="kw"]”表示匹配的這個元素的id屬性值等于kw。

2.4 通過CSS屬性進行定位

層疊樣式表CSS是英文Cascading Style Sheets的簡稱，是一種用來表現HTML或XML等文件樣式的計算機語言，它也可以通過瀏覽器工具查詢相關元素的CSS，從而進行元素定位。例如百度搜索框的CSS屬性可以通過定位到該元素，在該元素的HTML代碼使用快捷菜單“Copy->Copy selector”獲得，其屬性值為#kw。代碼可以寫成：

element=driver.find_element_by_css_selector（"#kw"）

3 獲取和處理用戶操作

Selenium庫中有一個WebDriver的API，它能夠使用Chrome、Firefox、IE等瀏覽器進行Web測試，模擬用戶打開瀏覽器，在頁面單擊鼠標，鼠標在某個元素上懸停，進行鍵盤各項操作等。Selenium測試通過模擬用戶在前端的鍵盤鼠標等操作，觸發前端頁面事件，解析網頁文檔獲取相應結果驗證[4]。

3.1 鼠標事件

鼠標操作除了我們比較熟悉的單擊操作外，還包括右擊、雙擊、懸停和拖動等。在WebDriver中，將這些關于鼠標操作的方法封裝在ActionChains類提供[5]。例如，鼠標懸停的代碼為：

#引入ActionChains類

from selenium.webdriver.common.action_chains import Action?Chains

#定位元素并懸停

above=driver.find_element_by_link_text（"文庫"）

ActionChains（driver）.move_to_element（above）.perform（）

3.2 鍵盤操作

所有鍵盤中操作的方法由Keys類提供，它既可以模擬鍵盤的輸入，也可以模擬鍵盤按鍵，包括組合鍵（例如Ctrl+N）。模擬百度搜索框中輸入搜索關鍵字“Python”的代碼為：

#引入Keys類

from selenium.webdriver.common.keys import Keys

#模擬輸入框輸入內容

driver.find_element_by_id（"kw"）.send_keys（"Python"）

3.3 元素等待

由于自動化測試的操作速度比人工快許多，加上目前網頁中普遍使用AJAX技術，頁面元素可能不是同時被加載，就需要設置合適的等待時間，確保元素正確地被識別。WebDriver中有兩種類型的等待：顯式等待和隱式等待。

3.4 多窗口切換

如果在操作過程中單擊某個鏈接彈出新窗口后，就需要使用switch_to.window（ ）方法進行切換，從而確保后續的相關操作能順利進行。

3.5 警告框處理

WebDriver還可以處理由JavaScript生成的彈框，方法是使用switch_to_alert（ ）定位到警告框，然后使用相關方法來進行操作，使用的方法包括：

●text：返回警告框中的文字信息

●accept：接受當前警告框

●dismiss：解散當前警告框

●send_keys（KeysToSend）：發送文本至當前警告框

4 自動化測試的實踐

自動化測試的過程大致可以分為：分析測試需求、編寫測試用例、搭建測試環境、創建測試腳本、執行測試及測試結果分析等。

4.1 分析測試需求

不論手工測試或者自動化測試，測試需求都是測試工作開展的首要前提，根據需求確定被測軟件的哪些模塊適合開展自動化功能測試。

4.2 編寫測試用例

自動化測試是在手工測試的基礎上進行的，分析各模塊的功能特點，根據已有的功能測試用例抽取自動化測試用例，并進行補充和完善，盡量細化到具體的頁面和對象[6]。

4.3 搭建測試環境

搭建自動化測試環境首先要下載并安裝Python，并且安裝包管理工具pip；接著需要下載并安裝Python的Selenium包，并且驗證安裝是否成功；最后需要下載瀏覽器的驅動，并放置在Python安裝目錄的根目錄下。需要特別注意的是：瀏覽器、Selenium版本以及瀏覽器驅動的匹配，否則瀏覽器將無法正常啟動。下面在Python自帶的IDLE環境中，以啟動谷歌瀏覽器為例來驗證環境是否搭建成功。代碼如下：

from selenium import webdriver #導入webdriver模塊

driver=webdriver.Chrome（）

driver.get（"https://www.baidu.com"）

執行程序后，如果可以自動啟動谷歌瀏覽器并訪問“百度”首頁，就表示環境搭建成功。

4.4 創建測試腳本

對于較大的系統測試，可以通過對Selenium進行二次封裝搭建測試框架，提高對頁面元素的可視化程度，從而提高測試腳本的編寫效率。測試框架應該是由待測系統功能抽離出的共用部分來構建而成的，不能依賴于具體的應用系統，即測試框架與待測系統盡量是低耦合的，這樣可以使測試框架具有較高的可復用性[7]。為了減少腳本的冗余，降低腳本的維護成本，可以將測試程序中普遍的、共同的腳本提取出來，作為類和接口供其他腳本進行調用。

自動化測試腳本主要圍繞業務流程展開，即由頁面元素、業務邏輯、測試數據等組成，測試數據既可以存放在Excel表中，也可以存放在MySQL等數據庫中。下面以某論壇系統的注冊功能為例，代碼如下：

from selenium import webdriver

import time

driver=webdriver.Chrome（）

driver.get（"http://172.21.1.7:8081/bbs/"）

driver.find_element_by_link_text（"register"）.click（）;#跳轉至

注冊頁面

time.sleep（2）#停頓2秒

driver.find_element_by_name（"userName"）.send_keys（"wull"）

#輸入用戶名

driver.find_element_by_name （"password"）.send_keys

（"wull123"）#輸入密碼

driver.find_element_by_name （"passconfirm"）.send_keys

（"wull123"）#輸入確認密碼

driver.find_element_by_xpath （"http://select[@name='sex']"）.

send_keys（"female"）#輸入性別

#輸入電話

driver.find_element_by_xpath （"http://input[@name='phone']"）.

send_keys（"13812345678"）

#輸入電郵

driver.find_element_by_xpath （"http://input[@name='email']"）.

send_keys（"12345678@qq.com"）

driver.find_element_by_id（"submit"）.click（）#提交注冊信息

driver.switch_to_alert（）.accept（）#關閉彈框

driver.close（）#關閉瀏覽器

4.5 執行測試及測試結果分析

測試腳本是以.py為后綴的文件，如果需要執行之后生成測試報告，需要安裝并調用Unittest的第三方庫HTMLTestRunner，運行代碼后生成的測試報告是HT?ML格式的，可以根據測試報告對測試的結果進行分析。

5 結語

基于Selenium+Python的自動化測試應用可以減少人工重復多次的驗證活動，降低測試的成本，從而較大幅度地提高軟件測試的效率，保證軟件產品的質量。后期可以進一步優化自動化測試框架，提高控件可視化識別的效率，加快元素定位的效率，并且加強測試用例的管理。