UI自動化測試驅(qū)動的軟件開發(fā)方法研究
軟件在開發(fā)的過程中有很多方式，不同的軟件開發(fā)也需要不同的技術(shù)。下面是小編搜集整理的測試驅(qū)動開發(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(qū)動開發(fā)對UI的關(guān)注度不夠，本文探討了適用于測試驅(qū)動開發(fā)的UI自動化測試框架需要的性質(zhì)以及框架結(jié)構(gòu)，并用開源框架KIF展示了UI自動化測試在測試驅(qū)動開發(fā)中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】軟件測試,UI測試,測試驅(qū)動,極限編程
引言
測試驅(qū)動開發(fā)是一種新的軟件開發(fā)方式，它遵守測試先行的原則，既簡化了代碼，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發(fā)。現(xiàn)今的軟件由于越來越注重軟件的用戶體驗，對UI的測試越來越重要，而現(xiàn)在的測試驅(qū)動開發(fā)以測試代碼單元設(shè)計正確性為主的單元測試為主要驅(qū)動，極少考慮用戶與UI的操作對程序的影響，所以，研究UI測試在測試驅(qū)動開發(fā)中的應(yīng)用有重要意義。
1、測試驅(qū)動開發(fā)
測試驅(qū)動開發(fā)(Test- Driven Development)， 簡稱TDD， 由 Kent Beck提出的一種軟件開發(fā)方式。測試驅(qū)動開發(fā)以測試作為開發(fā)過程的中心， 它要求在編寫任何產(chǎn)品代碼之前， 首先編寫用于定義產(chǎn)品代碼行為的測試， 而編寫的產(chǎn)品代碼又要以使測試通過為目標(biāo)。測試驅(qū)動開發(fā)要求測試可以完全自動化的運行， 在對代碼進(jìn)行重構(gòu)前后必須運行測試。
1.1 傳統(tǒng)測試方法存在的問題
1)傳統(tǒng)的功能性測試存在著漏洞和冗余， 而且同時不能被發(fā)現(xiàn)。功能性測試使測試人員離代碼過遠(yuǎn);
2)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(yuǎn);
3)如果測試編寫人員編寫測試時所依賴的是文檔而不是代碼時， 當(dāng)文檔和代碼存在任何不一致的地方就會造成問題;
4)測試不是自動運行的， 它們極有可能不會被頻繁、經(jīng)常性地運行， 或每次都以相同的方式來運行。
1.2 測試驅(qū)動開發(fā)的優(yōu)點
1)從軟件開發(fā)的初始階段， TDD 就強迫開發(fā)人員以測試的角度與用戶的觀點對軟件進(jìn)行審視，因而更能夠?qū)浖腥娴恼J(rèn)識和把握。
2)由于可以保證編寫測試和編寫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。無論是否進(jìn)行設(shè)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(xù)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(dāng)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(qū)動開發(fā)步驟
1)根據(jù)軟件設(shè)計需求快速增加一個測試用例;
2)運行所有測試，新增加的測試無法通過;
3)重構(gòu)代碼，做盡量少的改動讓測試通過;
4)運行所有測試，保證所有測試都能通過;
5)重構(gòu)代碼，消除重復(fù)設(shè)計;
6)回到1)直到寫完系統(tǒng)所有的功能測試。
2、UI測試
在移動互聯(lián)網(wǎng)時代 ，用戶體驗是軟件的重中之重，為了保證用戶體驗的完美必須對軟件UI進(jìn)行嚴(yán)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，是用來測試軟件的用戶界面是否符合用戶的使用習(xí)慣和使用心理，是對用戶體驗的歸納和總結(jié)。用戶體驗的好壞取決于用戶界面是否簡單、直觀和實用，良好的用戶界面可以大大減少可用性測試的成本。對于功能性測試，通過外部UI的內(nèi)容和展示用來測試軟件的內(nèi)部邏輯正確性。
2.1 自動化測試
根據(jù)測試是否需要引入人工干預(yù)，軟件測試可以分為手工測試和自動化測試兩大類。手工測試是指采用手動的方式輸入軟件測試的數(shù)據(jù)，然后觀察測試的結(jié)果，并對測試結(jié)果進(jìn)行分析。相對于自動化測試，手工測試是一種原始的測試方法。自動化測試是指通過編寫測試腳本，對軟件進(jìn)行測試，整個過程不需要人工進(jìn)行干預(yù)。手工測試能夠根據(jù)軟件測試的進(jìn)度，及時的調(diào)整測試的策略，改變軟件測試的方法。手工測試能夠細(xì)致的觀察到軟件運行和輸出的結(jié)果，當(dāng)需要對測試結(jié)果進(jìn)行主觀判斷時，手工測試具有明顯的優(yōu)點。但是，手工測試也存在著自身的不足。相對于自動化測試，手工測試的效率較低，不確定的因素較多。當(dāng)軟件測試需要測試大量的數(shù)據(jù)時，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，無法滿足現(xiàn)代化的軟件測試需求。因此，采用手動測試加自動化測試相結(jié)合的方式對軟件進(jìn)行測試，可以有效的提高測試效率，縮短測試時間，提高測試的準(zhǔn)確性。
自動化測試相對于手工測試，主要有以下幾點優(yōu)勢：
1)提高測試效率
手工測試是一個勞動密集型的工作，并且容易出錯。引入自動化測試能夠用有效、可重復(fù)的自動測試環(huán)境代替繁瑣的手工測試活動，而且能夠在更少的時間內(nèi)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)行回歸測試的開銷
對于現(xiàn)代軟件的迭代增量開發(fā)，每一個新版本大部分功能和界面都和上一個版本相似或完全相同，這時要對新版本再次進(jìn)行已有的測試，這部分工作多為重復(fù)工作，特別適合使用自動化測試來完成，從而減小回歸測試的開銷。
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(shù)據(jù)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。但自動化測試則能方便的執(zhí)行這些測試，比如并發(fā)測試，使用自動化測試工具就可以模擬來自多方的并發(fā)操作了。
4)具有一致性和重復(fù)性
每次自動化測試運行的腳本是相同的，所以可以進(jìn)行重復(fù)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。
5)更好地利用資源
將繁瑣的測試任務(wù)自動化，可以使測試人員解脫出來，將精力更多地到測試案例的設(shè)計和必要的手工測試當(dāng)中。并且理想的自動化測試能夠按計劃完全自動地運行，使得完全可以利用周末和晚上的時間執(zhí)行自動化測試，每日構(gòu)建技術(shù)日漸普遍。 6)降低風(fēng)險，增加軟件信任度
自動化測試能通過較少的開銷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 自動化測試方法與工具
現(xiàn)在存在著各種各樣的UI自動化測試框架，例如SilkTest和UIAutomation，這類軟件和軟件的開發(fā)環(huán)境相對獨立，一般有自己專用的腳本語言和測試用例描述方法，適合于傳統(tǒng)開發(fā)模式下的先開發(fā)后測試，不符合測試驅(qū)動開發(fā)的原則。本文用開源框架KIF展示了UI自動化測試在測試驅(qū)動開發(fā)中的應(yīng)用。
3、適用于測試驅(qū)動開發(fā)的UI自動化測試框架
3.1 測試驅(qū)動開發(fā)對UI測試需求根據(jù)測試驅(qū)動的開發(fā)過程和UI自動化測試的技術(shù)的介紹，可以總結(jié)出對于適用于測試驅(qū)動的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，卻無法看到該功能對UI的影響，通常需要再編譯一遍程序，手動來測試UI的正確性。所以，UI測試應(yīng)用在測試驅(qū)動開發(fā)時，要求其必須在測試過程中可視化。
2)自動化：即能夠模擬用戶對界面的操作，如點擊、滑動、捏合等手勢，這些操作可通過各平臺的accessibility功能實現(xiàn)。
語言一致性：由于測試驅(qū)動開發(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，采用與軟件開發(fā)一致的語言既能減少開發(fā)人員的學(xué)習(xí)成本，又能充分利用各平臺的accessibility功能。
3)集成擴展性：由于現(xiàn)今的開發(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(chǔ)上集成對UI控件的訪問、操作功能，不僅能滿足UI測試的需求，還能保證測試框架功能的完備性。同時，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(jié)構(gòu)
UI自動化測試框架的基礎(chǔ)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操作的模擬、以及對用戶操作對象UI控件的擴展(圖1)。
3.3 框架工作流程
根據(jù)UI測試框架架構(gòu)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、點擊、滑動等操作;
3)通過界面控件的屬性與期望結(jié)果對比，判斷是否執(zhí)行成功;
4)輸出測試結(jié)果。
3.4 UI自動化測試驅(qū)動程序開發(fā)步驟
根據(jù)測試驅(qū)動的開發(fā)步驟，聯(lián)合以UI為測試核心的需求，總結(jié)出基于UI自動化測試的測試驅(qū)動開發(fā)步驟：
1)根據(jù)界面的功能以及用戶對界面的操作快速添加相應(yīng)的測試用例;
2)運行所有測試，新增加的測試無法通過;
3)修改用戶界面以及對界面的交互代碼，做盡量少的改動讓測試通過;
4)運行所有測試，保證所有測試都能通過;
5)重構(gòu)代碼，消除重復(fù)設(shè)計;
6)回到1)直到寫完系統(tǒng)所有的功能測試。
4、測試驅(qū)動開發(fā)實例
本文通過一個簡單的IOS系統(tǒng)的登錄界面的實例來展示UI測試驅(qū)動開發(fā)方法。
4.1 UI界面描述
4.1.1 界面功能描述
登錄界面有兩個文本框，一個登錄按鈕。文本框分別用來輸入用戶名和密碼，登錄按鈕用來確認(rèn)并提交登錄信息。
4.1.2 用戶操作要求
1)用戶名字符數(shù)在3-6之間;
2)密碼字符數(shù)在6-8之間;
3)用戶輸入超過上限則只顯示前8位;
4)用戶輸入低于下限則讓文本框獲得焦點并顯示鍵盤，等待用戶繼續(xù)輸入;
5)點擊確認(rèn)按鈕，若用戶信息不符合要求則讓讓不符合要求的文本框獲取焦點，若符合要求則提交驗證;
6)點擊界面空白處取消焦點。
4.2 UI自動化測試驅(qū)動的開發(fā)過程實例
在界面上添加用戶控件兩個文本框和相應(yīng)的說明標(biāo)簽，一個按鈕，并設(shè)置其訪問屬性，此為程序的初始狀態(tài)。
4.2.1 用戶名輸入測試
1)根據(jù)用戶操作要求，書寫用戶輸入上限的測試代碼如下：
代碼解釋，輸入xukaitian超出了上限，所以文本框中應(yīng)該顯示期望值xukait。
2)運行測試，此時測試失敗，查看測試日志，提示與預(yù)期結(jié)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，此時測試成功：
5)重復(fù)上述步驟，分別對用戶名輸入下限測試以及其他限制條件進(jìn)行測試開發(fā)。
5、結(jié)語
測試驅(qū)動開發(fā)在各項目上的成功運用激勵了越來越多的開發(fā)者采用者這種開發(fā)方式，與此同時，用戶對用戶體驗的追求也促使開發(fā)者將越來越多的注意力放在UI界面上，本文針對這兩種現(xiàn)象，提出了UI測試在測試驅(qū)動開發(fā)中的應(yīng)用，重點闡述了適用于測試驅(qū)動開發(fā)的UI自動化測試框架應(yīng)具有的性質(zhì)和其架構(gòu)，并以IOS平臺的KIF為例展示了其實踐應(yīng)用。在本文提出的架構(gòu)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。
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