關于圖形用戶界面自動化測試探討

李嵐

（達州職業技術學院，四川達州，635001）

關于圖形用戶界面自動化測試探討

李嵐

（達州職業技術學院，四川達州，635001）

圖形用戶界面是當前客戶端軟件開發常用的技術之一，而圖形用戶界面的測試是軟件開發的重要過程，也是提升軟件質量的重要保證，通過對圖形用戶界面測試的內容與測試流程進行分析，探究了圖形用戶界面自動測試的關鍵技術，為圖形用戶界面軟件開發提供借鑒。

測試自動化；圖形用戶界面；測試腳本

0 引言

隨著軟件開發技術的發展，圖形化的用戶界面操作成為軟件開發的重要組成部分，如何有效的保證圖形用戶自動化的運行，是軟件開發需要解決的一個重要問題。在基于圖形用戶界面的系統開發中，就需要對程序開發過程進行嚴格的控制，但是基于圖形界面的系統開發也變得越來越復雜，如果不能有效的對程序開發進行測試，就會在發布、實施與維護的過程中出現嚴重的問題，因此，基于圖形用戶界面自動化測試成為人們關注的重點問題。

1 圖形用戶界面測試內容分析

圖形用戶界面（Graphical User Interface）的測試是對圖形軟件的相關應用接口技術進行測試分析，保證測試對象是否能正確地接受鍵盤、鼠標操作，能夠快速的對事件做出響應，并且能夠保證用戶與軟件進行相應的邏輯交互，完成用戶指定的操作功能。在對圖形用戶界面進行測試時，產品界面的各種響應情況都在測試之列，它與其他應用軟件的測試有著明顯的區別，而且對于圖像界面軟件的測試也比較復雜。GUI的測試包括功能性測試與可用性測試，圖形用戶界面測試需要注意如下幾個方面。

GUI頁面程序有很多狀態轉換，而且要求每一次測試都能夠快速的響應，測試時需要每個細節都涉及到，要求根據圖形頁面的轉換，能夠自動的跳轉，跳轉頁面的響應時間不能超過1s，而且要求測試的兼容性能夠滿足要求。

GUI頁面輸入和選擇事件的排列組合數目巨大，存在一對多、多對多等復雜的路徑，這樣就會導致測試的頁面跳轉的路徑也比復雜，可能出現隨機性的問題也比較多，擁有非常多的執行路徑，在頁面跳轉的執行過程也表復雜。

GUI軟件接口依賴性很高，程序設計比較復雜，要求有正確性的指令，才能進行界面接口之間的跳轉，一個狀態的測試與操作，必須執行了相關操作才能進入下一個狀態進行轉換，這樣才能完成相關的頁面指令操作。如果不能正確的執行每一步操作就會影響整個圖形界面軟件的測試。

GUI狀態的轉換基于事件和消息過程也是一個比較復雜的過程，只有通過鍵盤輸入、鼠標點擊事件或者其他操作方式驅動GUI頁面的轉換，在這個過程中要求頁面之間的鏈接路徑必須正確，才有可能發生頁面的轉換，也可以通過發送系統消息驅動執行頁面的跳轉操作，但是這種操作具有的不確定性很大。

由于排列組合的無限事件問題，在具體的應用中往往會出現一些不可預測的問題，這對圖形界面軟件的測試影響是十分巨大的，對所有的事件測試是無法實現的，在測試的過程中，對重點的測試對進行測試分析。

圖形用戶界面(GUI)對軟件測試的要求比較高，也提出了更高的挑戰，在測試時要求能夠全面、細致的進行測試，綜合分析可能出現的問題。GUI組件的大量采用及重用，可以節省開發的時間，也使得圖像界面能夠更加貼近用戶的使用習慣，但在測試的過程，往往會出現跳轉不正確的問題。基于這些因素，使得圖像界面的測試變得更加困難與難以執行，所以，在對圖形用戶界面進行測試時，需要根據圖形界面的跳轉情況，綜合分析程序設計存在的問題。

2 圖形用戶界面自動化測試的流程

對于圖形用戶界面的自動化測試可以采用軟件進行測試，能夠自動的對測試數據進行收集，測試圖形界面運行的腳本，在測試時只需要少數的人工就可以完成圖形用戶界面的測試工作，Web應用程序提供GUI部件的接口，在選擇自動化測試軟件之后，軟件就會根據可測試的GUI部件命名、文件屬性等信息進行顯示，如果測試的圖形界面文件發生變化，可以重新選擇軟件進行測試，并測試的順序進行小范圍的修改并保存。測試時，對測試的腳本設置好事件的序列，這樣可以采用鼠標單擊與鍵盤輸入的方式進行測試操作。具體的測試流程如下圖1所示。

圖1 圖形用戶界面測試流程

（1）GUI控件支持函數庫。GUI測試控件的功能就是支持自動化測試工具對圖形界面軟件進行測試，在測試的過程中可以采用鼠標、鍵盤進行操作，根據操作的方式選擇后臺函數的調用方式來完成測試的操作動作，并在測試過程中收集測試的GUI的名稱、屬性、動作、響應、位置信息等。GUI控件支持函數是自動測試的基礎，是保證每一個GUI部件測試的前提條件。

（2）GUI部件搜索及指定事件序列。在對GUI進行測試時，需要提前獲取GUI的屬性、名稱、特征與其他信息，這樣測試工具才能有效的探測到GUI控件的基本屬性特征。測試人員根據GUI的特征屬性、名稱等信息，制定自動化測試的事件序列，然后才能對GUI的腳本進行自動化測試。

（3）測試腳本封裝生成。測試腳本是GUI測試的關鍵內容，它能夠模擬用戶在界面圖形上進行的各種操作，以及能夠分析用戶在圖形界面操作過程中的各種行為，在測試時，能夠自動的搜索到GUI部件的信息與GUI事件之間的跳轉信息，并對它們進行事件、動作、特征序列封裝，然后采用自動化測試工具進行測試，根據指定事件的序列，然后生成自動化測試用例。

（4）測試腳本驅動。測試腳本驅動的主要功能是保證腳本能夠正常運行，即能夠保證開發的圖形界面軟件能夠在測試軟件的環境下運行，能夠保證測試工具的執行器能夠正常執行圖形界面軟件測試，由于已經定義了測試腳本的屬性、名稱、特征等信息，在測試的過程中，通過調用測試腳本的變量名稱就可以分析測試的腳步特征屬性。

（5）測試腳本解析執行。測試驅動是測試腳步與測試工具之間的橋梁，測試腳本在測試驅動的作用下運行，并對腳步進行測試，它能夠解析測試腳本事件源的屬性特征，根據指定的GUI部件序列實現測試界面的友好互動，執行測試用例，并能夠將測試的結果輸出，應該與用戶界面圖形上的操作相一致，這樣就能夠方便程序開發人員分析圖形用戶界面存在的問題。

3 圖形用戶界面自動化測試的相關技術

3.1 Win32 API函數開發GUI測試技術

在Win32 API中，包含了能夠識別圖形用戶界面（GUI）的接口函數和測試工具，其中user32.dll是Win32 API編程常用函數之一，也是圖形用戶界面測試工具之一，它對圖形用戶界面進行調用的DLL，采用該動態鏈接庫DLL就可以調用windows操作系統中的圖形界面函數。API中包含了user32.dll動態鏈接程序，gdi32.dll，ntdll.dll和kernel32.d11是user32.dll依賴的三個圖形界面的函數DLL動態鏈接程序。user32.dll的功能是用戶接口函數，用來執行各個圖形界面函數的鏈接，gdi32. dll的功能是執行圖形、文字之間的輸出以及圖像與窗口之間的操作，ntdll.dll是API函數的外殼，主要功能用于獲取網頁、圖形、圖像、文檔以及文件之間的關聯信息函數，kernel32.d11是Windocs32基本API庫的核心，主要功能用于完成內存的管理，測試程序的調入以及任務的調度功能。

3.2 對象序列化方法

圖形用戶界面程序的應用都是將數據對象化，在對圖形化測試的時候都是將測試用例與被測的GUI控件作為對象進行處理與操作，根據函數具體調用的情況來調用GUI函數。可以將指定的測試用例序列對其進行對象化處理并序列化，在對圖形用戶界面進行測試時進行逆序列化進行處理，對測試的腳本進行重新構造，使得程序能夠重復使用。采用編程語言能實現圖形化界面的序列化處理，并將其存在內存空間或者物理空間中，將它們轉換成序列化的流和對象，方便測試時利用函數進行調用，在自動化圖像界面程序測試中，采用的方法主要有二進制序列化方法、SOAP序列化方法和XML序列化方法等。

3.3 映射機制

對于自動測試工具的映射機制，主要采用數據一一對應的方式進行的，它是通過檢查圖形用戶界面托管代碼中程序集、模塊、成員、參數等數據模塊，以及軟件中其他元數據來分析圖形文件的數據類型與結構，選擇合適的數據測試調用程序。在.NET中System.Reflection命名空間的調用，依據調用函數的屬性與特征信息來分析圖形界面的特征，主要是通過檢查來分析后臺的類與方法來進行測試，以此來獲取程序代碼中數據類型及其成員的數據列表，為后期的程序測試提供標準，該列表中主要包括類、結構、枚舉、域、方法、函數的屬性等信息，這是自動化測試工具必須要調取的信息。

3.4 延遲綁定技術

延遲綁定技術主要在函數測試的過程中把函數的調用并綁定在測試軟件中，能夠有效的實現圖形界面的自動測試，提高了函數的測試效率，這項策略可以執行更豐富的語法、類型、屬性、特征等方面的檢查。它們將消息名綁定到一個測試對象上，并在測試的過程中進行實現，而不是從調用綁定到類型再到實現，提高了測試的效率。然后，將該對象綁定到一個名稱或標記，然后采用該名稱與標記對該函數進行測試檢測，如果能夠發現該函數的應用之后，檢測該函數在GUI中的應用類型，就可以采用動態調用的方法來訪問該函數的屬性與操作域。

3.5 XML文件

XML是標準的通用的可擴展標記語言，在圖像用戶界面開發中應用十分廣泛，它可以靈活的采用數據驅動的方式對多種類型的數據進行交換與記錄，并能夠開始的實現數據之間的調用。在XML文檔中的數據調用與保存，數據的組織方式與HTML中的組織方式相似，都采用的是標記結構，而且XML中的元素屬性和特征更加靈活，用戶可以根據自己的需要進行定制，它可以記錄下測試文件的操作。一個完整的XML文檔應該包括特征、元素、嵌套與標記等因素。

4 結束語

隨著人們對于圖形化用戶界面的質量要求越來越高，軟件測試技術在圖形化界面的軟件開發中就顯得十分重要，測試技術是提高軟件的質量的重要保證，能夠有效的提高圖像用戶界面開發的效率，由于現在的很多軟件一般都是采用圖形用戶界面來編寫的，如何有效的對圖形用戶界面進行測試分析就是十分重要的，利用自動化的圖形用戶軟件測試工具對開發的軟件進行測試，可以減少軟件開發的工作量，提高軟件開發的質量與效率。子科技,2014(5).

[2]宋群,朱怡安,袁文成.關鍵字驅動腳本技術的應用[J].計算機工程與設計,2014(8).

[3]劉超.程序交互執行流程圖及其測試覆蓋準則[J].軟件學報,2015(2).

[4]羅杰紅.基于圖形用戶界面的軟件測試技術[J].河南科技大學學報(自然科學版),2013(12).

[1]侯勇,張海林.自動化測試中的關鍵字驅動腳本技術[J].電

Discussion on automatic testing of graphical user interface

Li Lan
(Dazhou Vocational and Technical College, Dazhou Sichuan,635001)

The graphical user interface is one of the commonly used client software development technology, and the graphical user interface testing is an important process in software development, but also an important guarantee to enhance the quality of software, based on the graphical user interface content and test flow test, explores the key technology of automated GUI test, provide a reference for the graphical user interface software development.

test automation; graphical user interface; test script