梁展鵬，馮燕寬，羅劍武，陳泫文，李嬋麗，宋佳

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370；2.工業(yè)裝備質(zhì)量大數(shù)據(jù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 511370）

0 引言

現(xiàn)代社會(huì)處于數(shù)據(jù)信息時(shí)代，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等新一代IT技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用對(duì)軟件行業(yè)產(chǎn)生了巨大的影響，軟件質(zhì)量進(jìn)一步地受到重視，這給軟件測(cè)試工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇[1]。

自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)是軟件測(cè)試行業(yè)中最高端的技術(shù)之一，可實(shí)現(xiàn)以程序測(cè)試程序、以運(yùn)行腳本代替手工黑盒測(cè)試、以腳本代碼表達(dá)測(cè)試思維的方式。其涵蓋各式各樣的測(cè)試類型，常見(jiàn)的類型包含以下幾種:功能自動(dòng)化測(cè)試、接口自動(dòng)化測(cè)試、代碼掃描、漏洞/安全掃描和性能測(cè)試等。自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括:回歸測(cè)試更方便、可靠，可運(yùn)行更多、更繁瑣的測(cè)試，并且快速、高效，可在多環(huán)境下測(cè)試等。

在功能自動(dòng)化測(cè)試的過(guò)程中，執(zhí)行自動(dòng)化測(cè)試依賴測(cè)試腳本，腳本依賴代碼，在自動(dòng)化測(cè)試團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)腳本代碼時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，例如:測(cè)試腳本命名沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范，無(wú)法較好地區(qū)分；對(duì)象庫(kù)命名和層級(jí)沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范，在編寫(xiě)時(shí)，造成一定的困難；測(cè)試結(jié)果不清晰，無(wú)法查看重要步驟的結(jié)果；測(cè)試腳本中變量、類、對(duì)象和函數(shù)的命名和使用不規(guī)范，導(dǎo)致難以閱讀和修改，維護(hù)的成本大大地增加。要從根本上解決這些問(wèn)題，就需要定義一系列合適的規(guī)范，形成規(guī)范集，就是指自動(dòng)化測(cè)試框架。本文將一款CS架構(gòu)的質(zhì)量管理軟件作為被測(cè)軟件，選取目前在測(cè)試工具市場(chǎng)上占主流地位的自動(dòng)化測(cè)試工具——HP Unified Functional Testing（UFT One），以設(shè)計(jì)一個(gè)適合CS架構(gòu)的自動(dòng)化測(cè)試框架。

1 UFT One簡(jiǎn)介

HP公司于2012年12月發(fā)布了一個(gè)側(cè)重于功能的回歸自動(dòng)化測(cè)試工具——（QTP:Quick Test Professional）11.5的新版本，并將其更名為統(tǒng)一功能 測(cè)試（UFT:Unified Functional Testing），以VBScript為內(nèi)嵌語(yǔ)言，錄制后可以自動(dòng)地生成VBScript腳本，用于功能測(cè)試和回歸測(cè)試自動(dòng)化的統(tǒng)一功能測(cè)試，下面介紹其常用的功能[2]。

1.1 錄制與回放

錄制與回放是UFT的開(kāi)關(guān)，開(kāi)始錄制之后，工具錄制測(cè)試人員的關(guān)鍵操作，停止錄制后自動(dòng)生成VBScript腳本，可以直接回放，大大地減少一些基本業(yè)務(wù)代碼的編寫(xiě)，錄制生成的代碼表面看起來(lái)很規(guī)整，但存在難以維護(hù)和占內(nèi)存較大的問(wèn)題。錄制功能更多的是新人學(xué)習(xí)時(shí)的利器，想要應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中，還需自動(dòng)化測(cè)試框架的支持。

1.2 關(guān)鍵字視圖與專家視圖

UFT有以下兩種視圖可用于編寫(xiě)腳本。

a）關(guān)鍵字視圖（KeyWord View）

可用于創(chuàng)建和查看錄制生成的代碼步驟，錄制完成后，測(cè)試人員在被測(cè)軟件上執(zhí)行的每個(gè)步驟，在關(guān)鍵字視圖中記錄為一行，包含主要的4列:對(duì)象（Item）、方法（Operation）、值（Value）和自動(dòng)生成的描述語(yǔ)句（Documentation），這樣可以輕松地查看與維護(hù)，質(zhì)量管理軟件的“FMECA表管理”的腳本代碼如圖1所示[3]。

圖1 關(guān)鍵字視圖示例

b）專家視圖（Expert View）

它不像KeyWord View，需要每個(gè)步驟為一行，而是可以多行去運(yùn)行一個(gè)步驟，但必須定位到業(yè)務(wù)操作的對(duì)象，并以操作對(duì)象的業(yè)務(wù)行為基準(zhǔn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)即與多數(shù)IDE工具一樣，是一個(gè)可以直接編寫(xiě)代碼的視圖，其中也包含補(bǔ)全語(yǔ)法（Complete Word）、多行同時(shí)編輯和智能提示（Intellisense）等功能，質(zhì)量管理軟件的自動(dòng)“登錄”的腳本代碼如圖2所示，執(zhí)行測(cè)試時(shí)的界面如圖3所示。

圖3 自動(dòng)化測(cè)試中被測(cè)軟件的界面

1.3 對(duì)象庫(kù)

對(duì)象庫(kù)是指管理測(cè)試對(duì)象的庫(kù)，能夠查看和修改對(duì)象描述、添加和刪除測(cè)試對(duì)象，并將它們拖到測(cè)試或組件中以添加新步驟，自動(dòng)化測(cè)試腳本都是針對(duì)應(yīng)用程序中對(duì)象的操作，所以對(duì)象庫(kù)的管理是UFT的核心，對(duì)象庫(kù)的對(duì)象及屬性如圖4所示[4]。

圖4 對(duì)象庫(kù)的對(duì)象及屬性

UFT中的對(duì)象分為兩種:測(cè)試對(duì)象和運(yùn)行時(shí)對(duì)象。測(cè)試對(duì)象是指保存在UFT本地對(duì)象庫(kù)的對(duì)象，圖2中WpfWindow（“登錄CARMES”）.WpfEdit（“用 戶 名”）.Set“UserName”中 的“登 錄CARMES”/“用戶名”就是測(cè)試對(duì)象；運(yùn)行時(shí)對(duì)象是實(shí)際測(cè)試中，被測(cè)軟件運(yùn)行時(shí)的控件對(duì)象。

圖2 專家視圖示例

2 自動(dòng)化測(cè)試框架

本文闡述的是一種適合CS架構(gòu)的混合型測(cè)試框架，結(jié)合了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測(cè)試框架和關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)，將測(cè)試用例、測(cè)試數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)腳本、函數(shù)庫(kù)、對(duì)象庫(kù)、測(cè)試日志、測(cè)試結(jié)果、測(cè)試需求和配置文件的存放和調(diào)用都進(jìn)行了管理[5-7]。下面以“質(zhì)量管理軟件”作為測(cè)試案例，展開(kāi)自動(dòng)化測(cè)試框架的介紹。

2.1 過(guò)程文件管理

自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列需要管理的文件，按圖5所示進(jìn)行存放和管理[8]。目錄名稱的解釋如下所述。

a）Driver

存放測(cè)試驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)是整個(gè)框架的核心，下一級(jí)是UFT的測(cè)試文件，后綴為.mts，運(yùn)行時(shí)可以生成其他同級(jí)目錄結(jié)構(gòu)，具有調(diào)用通用函數(shù)庫(kù)、載入項(xiàng)目測(cè)試需求和關(guān)聯(lián)腳本庫(kù)等作用。

b）CommomLib

存放通用函數(shù)庫(kù)，下一級(jí)文件后綴為.vbs，將UFT默認(rèn)方法多封裝一層，為每層函數(shù)注冊(cè)了日志和報(bào)告功能，其中包含常用行為函數(shù)（輸入、點(diǎn)擊和選擇）和業(yè)務(wù)行為函數(shù)。

c）TestPro

存放項(xiàng)目測(cè)試需求，首先將測(cè)試軟件的子模塊進(jìn)行劃分，寫(xiě)入Excel，通過(guò)在“是否測(cè)試”字段中寫(xiě)入1或0，表示此次需要測(cè)試的具體模塊，可供測(cè)試驅(qū)動(dòng)調(diào)用。

d）TestScript

存放測(cè)試業(yè)務(wù)腳本，以測(cè)試業(yè)務(wù)功能為主的腳本，也是自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)日常編寫(xiě)的內(nèi)容，可供測(cè)試驅(qū)動(dòng)調(diào)用。

e）TestScriptHistory

此文件用于存放歷史腳本記錄。

f）TestObject

其次將傘形集果筒套在果樹(shù)上，將搭扣扣緊之后安裝在支撐座上，再利用4個(gè)繩鉤其中一端勾住傘形集果筒的4個(gè)固定孔，另一端勾住果樹(shù)枝干，防止傘形集果筒產(chǎn)生傾斜。

存放測(cè)試對(duì)象庫(kù)文件，包括tsr和xml格式。

g）TestCase

存放測(cè)試用例，一個(gè)測(cè)試用例對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)子模塊，名字與子模塊一樣，可供測(cè)試驅(qū)動(dòng)加載調(diào)用。

h）TestLog

存放測(cè)試日志。

i）TestPic

存放測(cè)試截圖。

存放測(cè)試報(bào)告。

k）Recovery

存放場(chǎng)景恢復(fù)文件。

2.2 測(cè)試用例與腳本分離——數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)

測(cè)試腳本如果沒(méi)有與測(cè)試用例分離，會(huì)變得難以閱讀和維護(hù)[9]。在本框架中，將用例與腳本分離，存放在不同的目錄下。使用VBScript作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)測(cè)試腳本，調(diào)用測(cè)試用例，測(cè)試腳本把測(cè)試用例動(dòng)態(tài)加載進(jìn)UFT進(jìn)行測(cè)試，記錄測(cè)試結(jié)果，再將執(zhí)行結(jié)果存入測(cè)試用例中，記錄每一條測(cè)試用例的執(zhí)行結(jié)果。

2.3 對(duì)象庫(kù)管理

建立對(duì)象庫(kù)的方法至少有4種:

1）通過(guò)錄制將操作對(duì)象添加到對(duì)象庫(kù)；

2）描述性編程；

3）在對(duì)象庫(kù)中將對(duì)象添加到本地；

4）使用15.02及以上版本的對(duì)象標(biāo)識(shí)中心功能。

我們使用第三種，將應(yīng)用程序的對(duì)象添加之后，規(guī)范對(duì)象的命名、層級(jí)，并重復(fù)識(shí)別對(duì)象，直至修改標(biāo)識(shí)屬性達(dá)到對(duì)象標(biāo)識(shí)明顯，測(cè)試人員使用時(shí)方便認(rèn)出，UFT能依據(jù)標(biāo)識(shí)屬性迅速地找到對(duì)象，即通過(guò)高亮對(duì)象能迅速地找到對(duì)象，才算是完成對(duì)象的添加。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們會(huì)遇到一些對(duì)象屬性是動(dòng)態(tài)的，這一類動(dòng)態(tài)的對(duì)象會(huì)導(dǎo)致我們高亮對(duì)象或者回放時(shí)，UFT報(bào)“找不到對(duì)象”這樣的錯(cuò)誤；解決的方式是為對(duì)象中動(dòng)態(tài)變化的屬性設(shè)置正則表達(dá)式，快速地找到對(duì)應(yīng)的對(duì)象。

質(zhì)量管理軟件中的模塊與新建項(xiàng)目屬性的層級(jí)關(guān)系如圖6所示，質(zhì)量管理軟件中的模塊對(duì)象及新建項(xiàng)目屬性的對(duì)象如圖7所示。

圖6 模塊與新建項(xiàng)目屬性的層級(jí)關(guān)系

圖7 模塊對(duì)象及新建項(xiàng)目屬性的對(duì)象

2.4 函數(shù)庫(kù)與腳本設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式具有非常重要的作用，間接性地規(guī)范了代碼的編寫(xiě)，不但可以提高代碼的可讀性，更重要的是可以使腳本更加高效、靈活和易以維護(hù)，將此類代碼存入函數(shù)庫(kù)中，在編寫(xiě)腳本時(shí)可以輕松地調(diào)用。

VBScript存在一個(gè)根本問(wèn)題，它不像面向?qū)ο蟮母呒?jí)語(yǔ)言一樣，自身就適合眾多的設(shè)計(jì)模式，它存在明顯的劣勢(shì)和差距，但可以間接地通過(guò)腳本優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式的應(yīng)用，本文將介紹單例模式與工廠模式的完美結(jié)合應(yīng)用。

a）單例模式

屬于創(chuàng)建型模式，提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的最佳方式，單例模式可以很好地管理對(duì)象的生命周期，集中控制對(duì)象的實(shí)體，Excel對(duì)象的單例設(shè)計(jì)模式如圖8所示。

圖8 Excel對(duì)象的單例設(shè)計(jì)模式

b）工廠模式

通過(guò)使用一個(gè)共同的接口來(lái)指向創(chuàng)建和初始化的對(duì)象，但在VBScript中有一個(gè)缺陷，就是不斷地實(shí)例化對(duì)象，而對(duì)單個(gè)對(duì)象沒(méi)有管理，造成對(duì)象混亂的情況。這時(shí)就需要單例模式來(lái)管理每個(gè)對(duì)象，將兩種設(shè)計(jì)模式結(jié)合會(huì)更適合VBScript。工廠模式中結(jié)合單例設(shè)計(jì)模式的代碼如圖9所示。

圖9 工廠模式中結(jié)合單例設(shè)計(jì)模式的代碼

2.5 日志與測(cè)試報(bào)告管理

通過(guò)RegisterUserFunc函數(shù)，把寫(xiě)入日志和寫(xiě)入報(bào)告函數(shù)注冊(cè)到UFT自帶的方法內(nèi)，使每次測(cè)試都能生成我們需要的日志和報(bào)告。用法如下:

RegisterUserFunc“WpfEdit”“set”“WriteLog_WpfEdit”，“WpfEdit”指對(duì)象，“set”指方法，“WriteLog_WpfEdit”指自定義的寫(xiě)入日志類或自定義的寫(xiě)入報(bào)告類，寫(xiě)入日志類和寫(xiě)入報(bào)告類可以將日志和報(bào)告存在對(duì)應(yīng)的目錄中。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文所描述的自動(dòng)化測(cè)試框架，其對(duì)象庫(kù)針對(duì)CS架構(gòu)控件，其函數(shù)針對(duì)CS架構(gòu)控件方法，是適用于CS架構(gòu)軟件的一種自動(dòng)化測(cè)試框架。筆者在實(shí)際應(yīng)用后，認(rèn)為單單靠工具的簡(jiǎn)單錄制/回放功能并不能達(dá)到自動(dòng)化測(cè)試的要求。自動(dòng)化測(cè)試框架是做好自動(dòng)化測(cè)試的基礎(chǔ)，其可提高測(cè)試腳本的代碼質(zhì)量和減少自動(dòng)化腳本的維護(hù)，使用自動(dòng)化測(cè)試框架可以完成健壯、高效和規(guī)范的自動(dòng)化測(cè)試腳本，更好地實(shí)施自動(dòng)化測(cè)試。