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UI自動(dòng)化測試驅動(dòng)的軟件開(kāi)發(fā)方法研究
軟件在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中有很多方式，不同的軟件開(kāi)發(fā)也需要不同的技術(shù)。下面是小編搜集整理的測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)研究的論文范文，供大家閱讀借鑒。
【摘 要】在軟件測試中，UI測試是保證軟件質(zhì)量、提高軟件可靠性不可或缺的一部分，而基于單元的測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)對UI的關(guān)注度不夠，本文探討了適用于測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的UI自動(dòng)化測試框架需要的性質(zhì)以及框架結構，并用開(kāi)源框架KIF展示了UI自動(dòng)化測試在測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應用。
【關(guān)鍵詞】軟件測試,UI測試,測試驅動(dòng),極限編程
引言
測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)是一種新的軟件開(kāi)發(fā)方式，它遵守測試先行的原則，既簡(jiǎn)化了代碼，又提高了軟件的質(zhì)量，已經(jīng)成功的運用到各種項目的開(kāi)發(fā)�，F今的軟件由于越來(lái)越注重軟件的用戶(hù)體驗，對UI的測試越來(lái)越重要，而現在的測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)以測試代碼單元設計正確性為主的單元測試為主要驅動(dòng)，極少考慮用戶(hù)與UI的操作對程序的影響，所以，研究UI測試在測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應用有重要意義。
1、測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)
測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)(Test- Driven Development)， 簡(jiǎn)稱(chēng)TDD， 由 Kent Beck提出的一種軟件開(kāi)發(fā)方式。測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)以測試作為開(kāi)發(fā)過(guò)程的中心， 它要求在編寫(xiě)任何產(chǎn)品代碼之前， 首先編寫(xiě)用于定義產(chǎn)品代碼行為的測試， 而編寫(xiě)的產(chǎn)品代碼又要以使測試通過(guò)為目標。測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)要求測試可以完全自動(dòng)化的運行， 在對代碼進(jìn)行重構前后必須運行測試。
1.1 傳統測試方法存在的問(wèn)題
1)傳統的功能性測試存在著(zhù)漏洞和冗余， 而且同時(shí)不能被發(fā)現。功能性測試使測試人員離代碼過(guò)遠;
2)傳統的結構性測試將代碼采用有向圖表示和程序路徑公式化， 掩蓋了代碼中的重要信息， 這就在路徑分析的方向上走得太遠;
3)如果測試編寫(xiě)人員編寫(xiě)測試時(shí)所依賴(lài)的是文檔而不是代碼時(shí)， 當文檔和代碼存在任何不一致的地方就會(huì )造成問(wèn)題;
4)測試不是自動(dòng)運行的， 它們極有可能不會(huì )被頻繁、經(jīng)常性地運行， 或每次都以相同的方式來(lái)運行。
1.2 測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)
1)從軟件開(kāi)發(fā)的初始階段， TDD 就強迫開(kāi)發(fā)人員以測試的角度與用戶(hù)的觀(guān)點(diǎn)對軟件進(jìn)行審視，因而更能夠對軟件有全面的認識和把握。
2)由于可以保證編寫(xiě)測試和編寫(xiě)代碼的是相同的程序員， 降低了理解代碼所花費的成本。
3)減輕了測試的工作量。無(wú)論是否進(jìn)行設計工作， 測試工作都是不可避免的， 先進(jìn)行單元測試， 可以減少后續的測試工作量。
4)讓程序員能夠更大程度地控制代碼的正確度， 相當于提供了兩道的代碼審核手段， 在軟件成品的質(zhì)量上提供了一定的保障。
1.3 測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)步驟
1)根據軟件設計需求快速增加一個(gè)測試用例;
2)運行所有測試，新增加的測試無(wú)法通過(guò);
3)重構代碼，做盡量少的改動(dòng)讓測試通過(guò);
4)運行所有測試，保證所有測試都能通過(guò);
5)重構代碼，消除重復設計;
6)回到1)直到寫(xiě)完系統所有的功能測試。
2、UI測試
在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 ，用戶(hù)體驗是軟件的重中之重，為了保證用戶(hù)體驗的完美必須對軟件UI進(jìn)行嚴格測試，ui 測試主要分為可用性測試和功能性測試兩方面。對于可用性測試，是用來(lái)測試軟件的用戶(hù)界面是否符合用戶(hù)的使用習慣和使用心理，是對用戶(hù)體驗的歸納和總結。用戶(hù)體驗的好壞取決于用戶(hù)界面是否簡(jiǎn)單、直觀(guān)和實(shí)用，良好的用戶(hù)界面可以大大減少可用性測試的成本。對于功能性測試，通過(guò)外部UI的內容和展示用來(lái)測試軟件的內部邏輯正確性。
2.1 自動(dòng)化測試
根據測試是否需要引入人工干預，軟件測試可以分為手工測試和自動(dòng)化測試兩大類(lèi)。手工測試是指采用手動(dòng)的方式輸入軟件測試的數據，然后觀(guān)察測試的結果，并對測試結果進(jìn)行分析。相對于自動(dòng)化測試，手工測試是一種原始的測試方法。自動(dòng)化測試是指通過(guò)編寫(xiě)測試腳本，對軟件進(jìn)行測試，整個(gè)過(guò)程不需要人工進(jìn)行干預。手工測試能夠根據軟件測試的進(jìn)度，及時(shí)的調整測試的策略，改變軟件測試的方法。手工測試能夠細致的觀(guān)察到軟件運行和輸出的結果，當需要對測試結果進(jìn)行主觀(guān)判斷時(shí)，手工測試具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是，手工測試也存在著(zhù)自身的不足。相對于自動(dòng)化測試，手工測試的效率較低，不確定的因素較多。當軟件測試需要測試大量的數據時(shí)，手工測試的局限性較為明顯。完成采用手工測試對軟件進(jìn)行測試，無(wú)法滿(mǎn)足現代化的軟件測試需求。因此，采用手動(dòng)測試加自動(dòng)化測試相結合的方式對軟件進(jìn)行測試，可以有效的提高測試效率，縮短測試時(shí)間，提高測試的準確性。
自動(dòng)化測試相對于手工測試，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：
1)提高測試效率
手工測試是一個(gè)勞動(dòng)密集型的工作，并且容易出錯。引入自動(dòng)化測試能夠用有效、可重復的自動(dòng)測試環(huán)境代替繁瑣的手工測試活動(dòng)，而且能夠在更少的時(shí)間內完成更多的測試工作，從而提高了測試工程師的工作效率。
2)降低對軟件新版本進(jìn)行回歸測試的開(kāi)銷(xiāo)
對于現代軟件的迭代增量開(kāi)發(fā)，每一個(gè)新版本大部分功能和界面都和上一個(gè)版本相似或完全相同，這時(shí)要對新版本再次進(jìn)行已有的測試，這部分工作多為重復工作，特別適合使用自動(dòng)化測試來(lái)完成，從而減小回歸測試的開(kāi)銷(xiāo)。
3)完成手工測試不能或難以完成的測試
對于一些非功能型方面的測試，如壓力測試、并發(fā)測試、大數據量測試、崩潰性測試等，這些測試用手工測試是很難，甚至是不可能完成的。但自動(dòng)化測試則能方便的執行這些測試，比如并發(fā)測試，使用自動(dòng)化測試工具就可以模擬來(lái)自多方的并發(fā)操作了。
4)具有一致性和重復性
每次自動(dòng)化測試運行的腳本是相同的，所以可以進(jìn)行重復的測試，使得每次的測試具有一致性，手工測試則很難做到這點(diǎn)。
5)更好地利用資源
將繁瑣的測試任務(wù)自動(dòng)化，可以使測試人員解脫出來(lái)，將精力更多地到測試案例的設計和必要的手工測試當中。并且理想的自動(dòng)化測試能夠按計劃完全自動(dòng)地運行，使得完全可以利用周末和晚上的時(shí)間執行自動(dòng)化測試，每日構建技術(shù)日漸普遍。 6)降低風(fēng)險，增加軟件信任度
自動(dòng)化測試能通過(guò)較少的開(kāi)銷(xiāo)獲得更徹底的測試效果，從而更好地提高了軟件產(chǎn)品地質(zhì)量。
2.2 自動(dòng)化測試方法與工具
現在存在著(zhù)各種各樣的UI自動(dòng)化測試框架，例如SilkTest和UIAutomation，這類(lèi)軟件和軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境相對獨立，一般有自己專(zhuān)用的腳本語(yǔ)言和測試用例描述方法，適合于傳統開(kāi)發(fā)模式下的先開(kāi)發(fā)后測試，不符合測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的原則。本文用開(kāi)源框架KIF展示了UI自動(dòng)化測試在測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應用。
3、適用于測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的UI自動(dòng)化測試框架
3.1 測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)對UI測試需求根據測試驅動(dòng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程和UI自動(dòng)化測試的技術(shù)的介紹，可以總結出對于適用于測試驅動(dòng)的UI測試的要求：
1)可視化：普通的單元測試對UI部分功能進(jìn)行測試，但是只能證明功能的邏輯正確性，卻無(wú)法看到該功能對UI的影響，通常需要再編譯一遍程序，手動(dòng)來(lái)測試UI的正確性。所以，UI測試應用在測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)時(shí)，要求其必須在測試過(guò)程中可視化。
2)自動(dòng)化：即能夠模擬用戶(hù)對界面的操作，如點(diǎn)擊、滑動(dòng)、捏合等手勢，這些操作可通過(guò)各平臺的accessibility功能實(shí)現。
語(yǔ)言一致性：由于測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)遵循“測試先行”的策略，對于測試腳本的通用性要求不高，所以，采用與軟件開(kāi)發(fā)一致的語(yǔ)言既能減少開(kāi)發(fā)人員的學(xué)習成本，又能充分利用各平臺的accessibility功能。
3)集成擴展性：由于現今的開(kāi)發(fā)環(huán)境大都緊密集成成熟的單元測試框架，在該框架的基礎上集成對UI控件的訪(fǎng)問(wèn)、操作功能，不僅能滿(mǎn)足UI測試的需求，還能保證測試框架功能的完備性。同時(shí)，由于UI操作方式的多種多樣，要求框架必須具備靈活性，要有一定的擴展能力。
3.2 測試框架結構
UI自動(dòng)化測試框架的基礎為成熟的單元測試框架上，并對單元測試進(jìn)行擴展，另外添加了模擬用戶(hù)操作的模擬、以及對用戶(hù)操作對象UI控件的擴展(圖1)。
3.3 框架工作流程
根據UI測試框架架構圖，可以清晰的看到其工作流程：
1)加載并解析測試用例(假如存在單獨的測試用例描述文件);
2)按照測試腳本所描述的操作操作方法對界面進(jìn)行輸入、點(diǎn)擊、滑動(dòng)等操作;
3)通過(guò)界面控件的屬性與期望結果對比，判斷是否執行成功;
4)輸出測試結果。
3.4 UI自動(dòng)化測試驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)步驟
根據測試驅動(dòng)的開(kāi)發(fā)步驟，聯(lián)合以UI為測試核心的需求，總結出基于UI自動(dòng)化測試的測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)步驟：
1)根據界面的功能以及用戶(hù)對界面的操作快速添加相應的測試用例;
2)運行所有測試，新增加的測試無(wú)法通過(guò);
3)修改用戶(hù)界面以及對界面的交互代碼，做盡量少的改動(dòng)讓測試通過(guò);
4)運行所有測試，保證所有測試都能通過(guò);
5)重構代碼，消除重復設計;
6)回到1)直到寫(xiě)完系統所有的功能測試。
4、測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)例
本文通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的IOS系統的登錄界面的實(shí)例來(lái)展示UI測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)方法。
4.1 UI界面描述
4.1.1 界面功能描述
登錄界面有兩個(gè)文本框，一個(gè)登錄按鈕。文本框分別用來(lái)輸入用戶(hù)名和密碼，登錄按鈕用來(lái)確認并提交登錄信息。
4.1.2 用戶(hù)操作要求
1)用戶(hù)名字符數在3-6之間;
2)密碼字符數在6-8之間;
3)用戶(hù)輸入超過(guò)上限則只顯示前8位;
4)用戶(hù)輸入低于下限則讓文本框獲得焦點(diǎn)并顯示鍵盤(pán)，等待用戶(hù)繼續輸入;
5)點(diǎn)擊確認按鈕，若用戶(hù)信息不符合要求則讓讓不符合要求的文本框獲取焦點(diǎn)，若符合要求則提交驗證;
6)點(diǎn)擊界面空白處取消焦點(diǎn)。
4.2 UI自動(dòng)化測試驅動(dòng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程實(shí)例
在界面上添加用戶(hù)控件兩個(gè)文本框和相應的說(shuō)明標簽，一個(gè)按鈕，并設置其訪(fǎng)問(wèn)屬性，此為程序的初始狀態(tài)。
4.2.1 用戶(hù)名輸入測試
1)根據用戶(hù)操作要求，書(shū)寫(xiě)用戶(hù)輸入上限的測試代碼如下：
代碼解釋?zhuān)斎離ukaitian超出了上限，所以文本框中應該顯示期望值xukait。
2)運行測試，此時(shí)測試失敗，查看測試日志，提示與預期結果不符：
3)修改界面控制器的代碼，給文本框添加輸入變化控制代碼如下：
4)再次運行測試，此時(shí)測試成功：
5)重復上述步驟，分別對用戶(hù)名輸入下限測試以及其他限制條件進(jìn)行測試開(kāi)發(fā)。
5、結語(yǔ)
測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)在各項目上的成功運用激勵了越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者采用者這種開(kāi)發(fā)方式，與此同時(shí)，用戶(hù)對用戶(hù)體驗的追求也促使開(kāi)發(fā)者將越來(lái)越多的注意力放在UI界面上，本文針對這兩種現象，提出了UI測試在測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應用，重點(diǎn)闡述了適用于測試驅動(dòng)開(kāi)發(fā)的UI自動(dòng)化測試框架應具有的性質(zhì)和其架構，并以IOS平臺的KIF為例展示了其實(shí)踐應用。在本文提出的架構中，對測試用例的描述解析考慮較少，這是下一步工作的重點(diǎn)。
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