基于Python的Web自动化测试的实践

方巍，吴伶琳

（1.江苏省太仓高级中学，太仓215411；2.苏州健雄职业技术学院人工智能学院，太仓215411）

0 引言

随着软件在社会各个领域中发挥的作用不断增大，软件产品的质量越来越受到企业和用户的重视。然而软件迭代的周期缩短导致软件测试的速度跟开发脱节，如何较大幅度地提升软件测试的效率成为人们研究的热点问题。与传统的人工测试相比，合理地运用自动化测试技术能节约大量的人力、物力，能够缩短测试周期，从而较好地解决这一问题。

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。

1.2 Python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[1]。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的访问。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[2]。

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[3]。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，其属性值为“//*[@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，它能够使用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[4]。

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[5]。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

不论手工测试或者自动化测试，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[6]。

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[7]。为了减少脚本的冗余，降低脚本的维护成本，可以将测试程序中普遍的、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（"12345678@qq.com"）

driver.find_element_by_id（"submit"）.click（）#提交注册信息

driver.switch_to_alert（）.accept（）#关闭弹框

driver.close（）#关闭浏览器

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重复多次的验证活动，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。