关于Python 的 Web 自动化测试的实践
Web 测试是软件测试中比较重要的一个分支，而要实现 Web 自动化测试则要求测试人员能熟练掌握自动化测试工具和编程语言。介绍免费开源的 Web 测试工具 Selenium，以及流行的编程语言 Python。根据自动化测试的原理，对网页元素的常用定位方式，如何对页面元素进行操作进行重点叙述。结合工作实际分析自动化测试的基本流程，即分析测试需求、编写测试用例、搭建测试环境、创建测试脚本、执行测试及测试结果分析。最后对自动化测试的实践进行总结和展望，为后续更好地开展测试工作奠定基础。
与手工测试类似，自动化测试也需要制定测试计划，根据软件需求规格说明书分析测试需求，使用黑盒、白盒等方法设计测试用例，在搭建好测试环境的基础上使用相关语言编写自动化脚本，执行测试并记录缺陷等。当然在执行自动化脚本之前也需要进行手工测试，为更好地发现缺陷奠定坚实的基础。
1 自动化测试技术
1.1测试工具
根据被测软件的类型不同，可以选择不同的测试工具。例如针对桌面应用，主流的测试工具有 UTF、Auto Runner 等；如果测试的是 Web 系统，Selenium 则是一种非常不错的选择。
Selenium 是一款免费、开源的分布式的自动化测试工具，对商业用户也没有任何限制；支持多种平台，可以在 Windows、Linux、Mac 和 Solaris 等多种操作系统上运行；支持多种浏览器，包括 IE、Firefox、Safari、Opera、Chrome 等；使用方便，支持脚本录制，可以将测试用例分布到不同的测试机器上执行；支持多种语言，包括C、Java、Ruby、Python、C#等。
1.2Python语言
Python 是一门优雅而健壮的编程语言，它继承了传统编译语言的强大性和通用性，同时也借鉴了简单脚本和解释语言的易用性。它的特点包括：代码简洁、短小，开源、跨平台，面向对象，可扩展性好等，因此它被应用于数据分析与处理、网络爬虫、Web 应用开发、人工智能、自动化测试等多个领域。
在自动化测试领域既可以使用 Python 的标准库 PyUnit 作为自动化测试框架，也可以使用 Robot Frame⁃work 等自动化测试框架来开展工作，该框架具备良好的可扩展性，支持关键字驱动，可以同时测试多种类型的客户端或者接口，可以进行分布式测试执行。
2 网页元素定位
自动化功能测试工具 Selenium 可以模仿人类对网页进行自动化的操作，那么要实现对网页元素的操作，就要能够精准地对网页元素进行定位。可以用于定位的常用的 Web 页面元素的属性有：id、name、class name、link text、XPath 和 CSS Selector 等。下面我们重点介绍常用的四种方法。
2.1通过id属性进行定位
如果 Web 页面中的 id 不是动态的，则一个页面的 id 是唯一的。该方法通过查找 Web 页面上的元素 id值来获取元素，但是对于动态分配 Web 元素 id 的情况，这种方法不能使用。
例如：百度首页搜索框的源代码如下：
不难发现其 id 属性是“kw”，因此可以使用 id 来进行元素定位。driver 表示为创建的一个 webdriver 对象，代码为：
element = driver.find_element_by_id（"kw"）2.2 通过link text属性进行定位
访问网页的时候，我们可以通过超链接的方式链接到下层的网页或者其他网站，通过查找网页的 link text 属性，模拟对链接文本的单击操作就可以实现自动地访问。该定位方法仅适用于文本链接的场景，通过元素标签对应的文本信息来定位元素，相对其他的元素定位方法，适用的场景比较有限。
例如百度首页上方“新闻”文字的 link text 属性是 “新闻”，可以使用该属性来进行元素定位。
代码为：
element = driver.find_element_by_link_text（"新闻"）2.3通过XPath属性进行定位
XPath 是英文 XML Path Language 的简称，即 XML 文档路径的定位语言。XPath 基于 XML 的树状结构进行信息的查找，它使用路径表达式定位 XML 文档中的节点或节点集。通过记录由根节点到该节点经过的所有节点的 tagName 等信息，可以形成唯一一条到达该节点的路径表达式。Selenium可以将这种强大的语言应用在 Web 页面元素的定位中，定位的方式通常有绝对路径和相对路径两种。具体如下：
（1）绝对路径
绝对路径表达式以“/”开头，它从树形结构的根节点开始，沿着树结构一直到目标节点结束。当元素层级很深的时候，绝对路径表达式会过长，阅读性不好，既影响查找的效率又很难进行维护，因此一般不建议使用。
（2）相对路径
相对路径表达式以“//”开头，它从某个节点开始，沿着树结构一直到目标节点结束。目前常用的浏览器谷歌、火狐等都提供了 XPath 的工具，可以方便地获取XPath 路径。例如百度搜索框的 XPath 属性可以通过定位到该元素，在该元素的 HTML 代码使用快捷菜单“Copy-> Copy XPath”获得 ，其属值为“//*[@id="kw"]”。“//”表示当前页面某个目录下；“*”是通配符，表示匹配任意的节点；“[@id="kw"]”表示匹配的这个元素的 id 属性值等于 kw。
2.4通过CSS属性进行定位
层叠样式表 CSS 是英文 Cascading Style Sheets 的简称，是一种用来表现 HTML 或 XML 等文件样式的计算机语言，它也可以通过浏览器工具查询相关元素的CSS，从而进行元素定位。例如百度搜索框的 CSS 属性可以通过定位到该元素，在该元素的 HTML 代码使用快捷菜单“Copy -> Copy selector”获得，其属性值为#kw。代码可以写成：
element = driver.find_element_by_css_selector（"#kw"）3 获取和处理用户操作
Selenium 库中有一个 WebDriver 的 API，它能使用 Chrome、Firefox、IE 等浏览器进行 Web 测试，模拟用户打开浏览器，在页面单击鼠标，鼠标在某个元素上悬停，进行键盘各项操作等。Selenium 测试通过模拟用户在前端的键盘鼠标等操作，触发前端页面事件，解析网页文档获取相应结果验证。
3.1鼠标事件
鼠标操作除了我们比较熟悉的单击操作外，还包括右击、双击、悬停和拖动等。在 WebDriver 中，将这些关于鼠标操作的方法封装在 ActionChains 类提供。例如，鼠标悬停的代码为：
# 引入
ActionChains 类
from selenium.webdriver.common.action_chains import Action⁃Chains# 定位元素并悬停
above=driver.find_element_by_link_text（"文库"）
ActionChains（driver）.move_to_element（above）.perform（）3.2键盘操作
所有键盘中操作的方法由 Keys 类提供，它既可以模拟键盘的输入，也可以模拟键盘按键，包括组合键（例如 Ctrl+N）。模拟百度搜索框中输入搜索关键字
“Python”的代码为：
# 引入 Keys 类
from selenium.webdriver.common.keys import Keys
# 模拟输入框输入内容
driver.find_element_by_id（"kw"）.send_keys（"Python"）3.3元素等待
由于自动化测试的操作速度比人工快许多，加上目前网页中普遍使用 AJAX 技术，页面元素可能不是同时被加载，就需要设置合适的等待时间，确保元素正确地被识别。WebDriver 中有两种类型的等待：显式等待和隐式等待。
3.4多窗口切换
如果在操作过程中单击某个链接弹出新窗口后，就需要使用 switch_to.window（）方法进行切换，从而确保后续的相关操作能顺利进行。
3.5警告框处理
WebDriver 还可以处理由 JavaScript 生成的弹框，方法是使用 switch_to_alert（）定位到警告框，然后使用相关方法来进行操作，使用的方法包括：
●text：返回警告框中的文字信息
●accept：接受当前警告框
●dismiss：解散当前警告框
●send_keys（KeysToSend）：发送文本至当前警 告框
4 自动化测试的实践
自动化测试的过程大致可以分为：分析测试需求、 编写测试用例、搭建测试环境、创建测试脚本、执行测试及测试结果分析等。
4.1 分析测试需求
不论是手工测试还是自动化测试，测试需求都是测试工作开展的首要前提，根据需求确定被测软件的哪些模块适合开展自动化功能测试。
4.2 编写测试用例
自动化测试是在手工测试的基础上进行的，分析各模块的功能特点，根据已有的功能测试用例抽取自动化测试用例，并进行补充和完善，尽量细化到具体的页面和对象。
4.3搭建测试环境
搭建自动化测试环境首先要下载并安装 Python， 并且安装包管理工具 pip；接着需要下载并安装 Python的 Selenium 包，并且验证安装是否成功；最后需要下载浏览器的驱动，并放置在 Python 安装目录的根目录下。需要特别注意的是：浏览器、Selenium 版本以及浏览器驱动的匹配，否则浏览器将无法正常启动。下面在 Python 自带的 IDLE 环境中，以启动谷歌浏览器为例来验证环境是否搭建成功。代码如下：
from selenium import webdriver #导入 webdriver 模块
driver = webdriver.Chrome（）
driver.get（"https://www.baidu.com"）执行程序后，如果可以自动启动谷歌浏览器并访 问“百度”首页，就表示环境搭建成功
4.4创建测试脚本
对于较大的系统测试，可以通过对 Selenium 进行二次封装搭建测试框架，提高对页面元素的可视化程度，从而提高测试脚本的编写效率。测试框架应该是由待测系统功能抽离出的共用部分来构建而成的，不能依赖于具体的应用系统，即测试框架与待测系统尽量是低耦合的，这样可以使测试框架具有较高的可复用性。为了减少脚本的冗余，降低脚本的维护成本，可以将测试程序中一致的、共同的脚本提取出来，作为类和接口供其他脚本进行调用。
自动化测试脚本主要围绕业务流程展开，即由页面元素、业务逻辑、测试数据等组成，测试数据既可以存放在 Excel 表中，也可以存放在 MySQL 等数据库中。下面以某论坛系统的注册功能为例，代码如下：
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（）; #跳转至 注册页面
time.sleep（2）#停顿 2 秒
driver.find_element_by_name（"userName"）.send_keys（"wull"）
#输入用户名
driver.find_element_by_name
（"password"）.send_keys （"wull123"）#输入密码
driver.find_element_by_name
（"passconfirm"）.send_keys
（"wull123"）#输入确认密码
driver.find_element_by_xpath
（"//select[@name='sex']"）
.
send_keys（"female"）#输入性别
#输入电话
driver.find_element_by_xpath
（"//input[@name='phone']"）
.
send_keys（
"13812345678"）
#输入电邮
driver.find_element_by_xpath
（"//input[@name='email']"）
.
send_keys（
"[email protected]"）
driver.find_element_by_id（"submit"）.click（）#提交注册信息
driver.switch_to_alert（）.accept（）4.5 执行测试及测试结果分析
测试脚本是以.py 为后缀的文件，如果需要执行之后生成测试报告，需要安装并调用 Unittest 的第三方库HTMLTestRunner，运行代码后生成的测试报告是 HT⁃ML 格式的，可以根据测试报告对测试的结果进行分析。
5 结语
基于 Selenium+Python 的自动化测试应用可以减少人工多次的验证活动，降低测试的成本，从而较大幅度地提高软件测试的效率，保证软件产品的质量。后期可以进一步优化自动化测试框架，提高控件可视化识别的效率，加快元素定位的效率，并且加强测试用例的管理。
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