【UI自动化-2】UI自动化元素定位专题
前言
UI自动化的学习，个人认为应该分五步走：环境搭建、元素定位、特殊场景处理、框架设计与搭建、测试平台开发。第一步的环境搭建其实没什么难度，都是固定的套路。今天就来到了第二步的元素定位，可以说元素定位是整个UI自动化的基本功。
我查阅了大量的资料，在动手实践的基础上，整理总结了此文。
常用定位方式
众所周知，Selenium提供了8种定位方式：
- id：根据id定位，是最常用的定位方式，因为id具有唯一性，定位准确快捷
- name：通过元素的【名称】属性定位，name会存在不唯一的情况
- className：class 属性定义了元素的类名
- tagName：通过标签命定位，一般不建议使用
- linkText：专用于定位超链接元素（即a标签），需要完全匹配超链接的内容
- partialLinkText：同样用于定位超链接元素，但可以模糊匹配超链接的内容
- xpath：根据元素路径进行定位，分为绝对路径和相对路径
- cssSelector：selenium官方推荐的元素定位方式，比xpath效率更高，但需要掌握一些css基础
下面以百度搜索框为例，进行定位方式的实践练习
在Java中，selenium封装了获取元素的两个函数，区别在于前者会获得一个元素，后者获取一系列（1个或多个）元素的集合：
// 获取某个元素
WebElement findElement(By var1);
// 获取元素的集合
List<WebElement> findElements(By var1);
1 id定位
import org.openqa.selenium.By;
import org.openqa.selenium.WebDriver;
import org.openqa.selenium.chrome.ChromeDriver;
public class ElementTest {
public static void main(String[] args) {
// 指定浏览器驱动的路径
String driverPath = "E:/source/driver/chromedriver_80_2.exe";
System.setProperty("webdriver.chrome.driver", driverPath);
// 创建一个chrome driver
WebDriver driver = new ChromeDriver();
// 访问百度
driver.get("https://www.baidu.com");
// id定位元素
try {
driver.findElement(By.id("kw")).sendKeys("测试");
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
driver.quit();
}
}
}
2 name定位
根据元素的name标签定位元素，name属性的值是可重复的。
元素定位之外的相同代码省略，下同。
// name定位元素
try {
driver.findElement(By.name("wd")).sendKeys("测试");
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
driver.quit();
}
3 className
很多人可能对前端的class这个概念缺乏了解，这里简单描述一下。class属性一般是对元素进行样式描述，它有两种定义方式：
- 定义在HTML文件的【head】标签的【style】标签内
- 定义在专门的css文件中，用【link】标签对该css文件进行引用
一个元素可以引用多个class，一个class也可以被多个元素引用，见下面示例代码：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>测试页面</title>
<link rel="stylesheet" href="../../layui/css/layui.css">
<style>
.colkey {
font-size: 15px;
font-weight: 600;
text-align: left;
width: 75px;
padding: 9px 0 9px 10px;
}
.content {
margin: 0 10px 5px 25px
}
</style>
</head>
<body>
<div class="colkey">测试1</div>
<div class="colkey content">测试2</div>
<div class="content">测试3</div>
</body>
</html>
关于class的知识，感兴趣的可以自己去多了解前端相关内容。使用className去定位元素，其实并不是非常好的一种定位方式，原因是一个className可能被多个元素所拥有，难以保证元素定位的唯一性。
// className定位元素
try {
driver.findElement(By.className("s_ipt")).sendKeys("测试");
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
driver.quit();
}
4 tagName定位
所谓tag就是元素的标签，比如head、form、div等等，通过tagName去定位元素更加难以保证定位的唯一性。
在定位百度搜索框这个案例中，有两种思路，具体见代码：
// tagName定位元素
try {
// 思路1：获取所有input标签的元素，再根据索引获取目标元素
driver.findElements(By.tagName("input")).get(7).sendKeys("测试");
// 思路2：先定位到父级元素，再通过tagName定位目标元素
driver.findElement(By.className("s_ipt_wr")).findElement(By.tagName("input")).sendKeys("测试");
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
driver.quit();
}
5 linkText定位
linkText定位专用于超链接元素，即a标签包裹的元素，例如：
<a href="http://www.w3school.com.cn">W3School</a>
上面就是一个典型a标签元素，href指向目标url，"W3School"是该元素的value，我们可以用该内容定位这个a标签元素。
下面以百度搜索csdn并跳转csdn官网为例，演示linkText定位：
// tagName定位元素
try {
driver.findElement(By.id("kw")).sendKeys("csdn");
driver.findElement(By.id("su")).click();
// 隐式等待页面加载完成
driver.manage().timeouts().implicitlyWait(20, TimeUnit.SECONDS);
// 精确匹配
driver.findElement(By.linkText("CSDN博客")).click();
// 模糊匹配
driver.findElement(By.partialLinkText("IT技术社区")).click();
Thread.sleep(5000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
driver.quit();
}
上面的6种定位方式，使用起来很简单，但缺陷在于很多元素用这些方式无法定位，接下来就是两种几乎能定位到所有元素的定位方式：xpath和css selector。这两种方式内容非常多，又比较深奥，如果有人不想努力了，倒是有偷懒方法，在目标元素上右键，Copy selector（获取css selector表达式）和Copy XPaht（获取xpath表达式）：
6 xpath定位
所谓xpath，即根据元素的路径进行定位。更多xpath的知识请见：w3school
6.1 路径匹配
xpath定位最常用的就是路径定位了，具体又分为绝对路径和相对路径。
路径匹配有以下几个符号：
- 用
/表示节点路径，如/A/B/C表示节点A的子节点B的子节点C，/表示根节点。 - 用
//表示所有路径以//后指定的子路径结尾的元素，如//D表示所有的D元素；如果是//C/D表示所有父节点为C的D元素。 - 用
*表示路径的通配符，如/A/B/C/*表示A元素下的B元素下的C元素下的所有子元素。
6.1.1 绝对路径
绝对路径也称全路径，是指从根路径出发，逐层定位，例如：
By.xpath("html/body/div/form/span/input")
以上面的百度搜索框为例，绝对路径：
By.xpath("/html/body/div[1]/div[1]/div[5]/div/div/form/span[1]/input")
绝对路径繁琐冗长，而且极易受前端结构变动影响，所以强烈不推荐使用。
6.1.2 相对路径
即相对于上下文节点的路径，使用双斜杠，例如：
By.xpath("//input//div")
相对路径更加实用，一般我们难以直接定位到一个目标元素时，可以先定位到一个能准确定位到的上级元素，再从此上级元素出发，通过元素之间的层级关系定位到目标元素。
例如，定位百度搜索框（当然百度搜索框本身是能定位到的，这里是为了演示）：
By.xpath("//*[@id='form']/span/input")
当一个元素下有多个同类型元素时，仅凭路径匹配就行不通了，又因为对于每一个元素，它的各个子元素都是有序的，所以通过索引就能准确定位到目标元素：
/A/B/C[1]表示A元素下的B元素下的C元素下的第一个子元素。/A/B/C[last()]表示A元素下的B元素下的C元素下最后一个子元素。/A/B/C[position()>2]表示A元素下的B元素下的C元素下的位置号大于2的元素。
例如：
By.xpath("//form[2]")
通过相对路径定位元素，其核心思想在于，当目标元素不能直接定位时，先找到一个能直接定位到的元素，我称之为锚点元素，再通过目标元素与锚点元素之间的位置关系进行定位。
具体又可分为，通过上下级节点（或父子节点）和同级节点（或兄弟节点）两种方式。
示例代码：
<html>
<body>
<div id="parent">
<div id="A"> old brother</div>
<div id="B"> child</div>
<div id="C"> litter brother</div>
</div>
</body>
</html>
以上面代码为例：
1、通过父级节点查找子级节点
By.xpath("//div[@id='parent']/div[2]")
2、通过子级节点查找父级节点
By.xpath("//div[@id='B']/..")
3、通过兄弟节点定位
By.xpath("//div[@id='B']/../div[1]")
另外根据兄弟节点的相对位置关系进行定位，其他的常用表达式：
E/following-sibling::F：获取和E元素同级且位于其后的F元素E/following-sibling::F[n]：获取和E元素同级且位于其后的第n个F元素preceding-sibling::F：获取和E元素同级且位于其前的F元素preceding-sibling::F[n]：获取和E元素同级且位于其前的第n个F元素
下面用一个示例进行演示：
页面代码如下，可以发现目标元素所属的tbody标签只有一个动态id，显然难以直接定位。但在目标元素所在的tbody上面，有一个可以通过id直接定位到的tbody，我称之为锚点元素。锚点元素和目标元素所在tbody在同级，这时候就很适合用兄弟元素的方式去定位。
具体代码如下：
By.xpath("//*[@id='separatorline']/following-sibling::tbody[2]/tr/th/a[3]")).click();
6.2 属性匹配
在xpath中可以使用属性和属性的值来定位元素，使用属性定位时要以@开头（下面form仅为示例，也可以为div、input等）
//form[@id]：表示所有具有属性id的form元素。//form[@*]：表示所有具有属性的form元素。//form[not(@*)]：表示所有不具有属性的form元素。//form[@id="myId"]：表示id值为myId的form元素。
另外还有属性模糊匹配方法，功能更加强大：
//form[start-with(@id,'myId')]：表示所有属性id的值以myId开头的form元素。//form[ends-with(@id,'myId')]：表示所有属性id的值以myId结尾的form元素。//input[contains(@id,'myId')]：表示所有属性id的值包含myId的form元素。//a[contains(text(),'贴吧')]：表示超链接元素的文本内容为贴吧的a元素
在实际定位中，常常是上面三种方式结合起来进行定位。
当然，另外还有使用布尔逻辑计算定位，例如：
By.xpath("//div[@id='myId' or @name='myName']")
双条件同时过滤，例如：
By.xpath("//div[@id='myId'][@name='myName'")
7 cssSelector定位
更详细内容请见：W3C
css元素选择器
选择input类型的元素：
By.cssSelector("input")
7.1 css类与id选择器
id选择器以 # 来定义，class类选择器以一个.显示，有以下几种例子：
- 选择
id为myId的元素：By.cssSelector("#myId") - 选择
id为myId的input元素：By.cssSelector("input#myId") - 选择class为a的元素：
By.cssSelector(".a") - 选择class为a、b的元素：
By.cssSelector(".a.b") - 选择class为a的input元素：
By.cssSelector("input.a")
7.2 css属性选择器
- 选择有属性有属性
maxlength的input元素By.cssSelector(“input[maxlength]”) - 属性
maxlength的值精确等于255的input元素（完全相等，区分大小写）By.cssSelector(“input[maxlength=‘255’]”) - 属性
class的值以空格隔开，其中一项等于fm（区分大小写）input元素：By.cssSelector(“input[class~=‘fm’]”) - 属性
class的值以bar开头的div元素By.cssSelector(“div[class^=‘bar’]”) - 属性
class的值以bar结尾的div元素By.cssSelector(“div[class$=‘bar’]”) - 属性
name的值包含myName的form元素By.cssSelector(“form[name*=‘myName’]”) - 属性
class有一个以“soutu”开头的用连字符分隔的值列表（从左边）的span元素：By.cssSelector(“span[class|=‘soutu’]”) - 属性
type等于hidden且属性name等于ch且属性class为bg的input元素By.cssSelector("input[type='hidden'][name='ch'].bg")
7.3 css子元素选择器
何为子元素？以下面代码中的form元素为基准，span元素和a元素是它的子元素，但input元素不是。
代码示例2：
子元素的标志符号是>，下面是几个示例。
form元素的子元素中的span元素：By.cssSelector("form#myForm > span")- 属性
id为form的form元素的子元素span元素的子元素input元素（实现百度搜索框定位）：By.cssSelector("form#form > span > input")
7.4 css后代元素定位
后代元素与子元素的区别是，A元素的子元素的子元素，也是A的后代元素。同样以前文代码2中的form元素为基准，span元素、a元素和input元素都是它的后代元素。
后代元素的标志符号是空格，例如同样定位百度搜索框，用后代元素方式：
By.cssSelector("form#form input[name='wd']")
7.5 css相邻兄弟选择器
相邻兄弟选择器（Adjacent sibling selector）可选择紧接在另一元素后的元素，且二者有相同父元素。例如，属性id为myId的form元素的后代div元素的span子元素的相邻的第一个弟弟元素input：
By.cssSelector("form#myId div>span+input")
7.6 css伪类选择器
这种选择器，要求目标元素必须有父级元素，且符合位置匹配条件，具体如下：
- E:nth-child(n)和E:nth-last-child(n)：两者的区别是前者正序计数，后者倒序计数。其次，这两个选择器定位的元素要求必须在某个父级标签内，且其父级标签内对应索引n的元素的类型必须为E，否则匹配失败。以百度搜索框代码为例，span:nth-child(7)这样是匹配失败的，因为form元素内第7个子元素是input类型元素，不是span类型。
- E:nth-of-type(n)和E:nth-last-of-type(n)：两者也是正序和倒序的区别。E:nth-of-type(n)与E:nth-child(n)的区别在于，前者匹配第n个E元素，后者匹配到第n个元素并判断是否是E元素，不是则匹配失败。
几个示例如下：
- 属性
class为s_ipt_wr的span元素的第2个子元素，且其类型为input的元素（位置和类型不对应则匹配失败）：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:nth-child(2)”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的倒数第3个子元素，且其类型为input的元素（位置和类型不对应则匹配失败）By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:nth-last-child(3)”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的第2个input元素（该input元素在所有子元素排第几无所谓）：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:nth-of-type(2)”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的倒数第3个input元素（该input元素在所有子元素排第几无所谓）：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:nth-of-type(3)”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的子元素中排在第一且为input类型的元素：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:first-child”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的子元素中排在最后一个且为input类型的元素：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:last-child”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的第一个input类型的元素（该input元素在所有子元素排第几无所谓）：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:first-of-type”) - 属性
class为s_ipt_wr的span元素的最后一个input类型的元素（该input元素在所有子元素排第几无所谓）：By.cssSelector(“span[class~=‘s_ipt_wr’] > input:last-of-type”)
基本上常用的css selector定位方式都在下表中了：
