將針對圖形用戶界面的測試腳本模塊化和方面化的製作方法
2023-07-03 07:14:46
專利名稱：將針對圖形用戶界面的測試腳本模塊化和方面化的製作方法
技術領域：
本公開涉及使用測試腳本來測試圖形用戶界面(GUI)應用，並且具體地，涉及用 於創建對不同的GUI應用和/或GUI應用的不同版本進行測試的可復用和/或可調整的測 試腳本的系統和方法。
背景技術：
先進技術的不斷發展產生了有助於令日常生活的幾乎每個方面自動化的複雜計 算機軟體應用。目前，存在用以對各方面進行協助的應用，從寫小說、填寫所得稅申報表到 分析嬰兒名字歷史趨勢。這些應用的一個幾乎普遍存在的特徵在於其採用圖形用戶界面 (⑶I)。⑶I實現了圖形窗口、指針、圖標和其他特徵，用戶通過這些特徵與底層程序進行交 互。利用GUI實現的程序稱為GUI應用(GAP)。GAP在發布之前需要進行全面測試。過去，將⑶I實現於應用中比全面測試GAP要容易。對於任何很複雜的GAP而言， GUI元素的排列和組合產生了可能具有從輕微到致命故障的任何嚴重程度錯誤的潛在命令 和命令序列。由此，GAP必須進行全面測試以便保證⑶I按照預期來與用戶進行交互。手 動測試大型企業GAP是乏味、易錯且繁重的。作為對手動測試的替代，測試工程師開發了測 試腳本來使GAP測試自動化。測試腳本包括導航語句和邏輯語句。導航語句訪問和操縱或者獲取GUI對象的特 性，而邏輯語句確定GAP是否按照預期運行。在執行時，這些測試腳本通過藉由在GUI對象 執行動作來模仿用戶與GAP進行交互的活動，而在不同狀態中驅動GAP。測試腳本處理輸入 數據、使用該數據來設置GUI對象的值、對該GUI對象執行動作以使GAP執行計算、訪問其 他GUI對象以獲取計算結果，以及將結果與期望結果進行比較。為了測試GAP的不同GUI 和功能，必須編寫多個不同的測試腳本。作為一個示例，測試旅行預訂GAP將需要不同的測 試腳本來測試不同的GUI對象，在用戶通過GAP進行導航以預訂出發航班、預訂酒店和/或 汽車、預訂返回航班以及做出其他旅行安排時顯示這些⑶I對象。一個測試腳本可以確定 GAP是否響應於用戶選擇特定出發航班而顯示了正確的返回日期選項，而另一測試腳本可 以確定響應於該相同用戶選擇的酒店預訂日期是否是正確的。為了全面測試旅行預訂GAP， 必須編寫更多的測試腳本。雖然確定是否顯示了正確日期是適用於多種不同類型GAP的普遍存在的測試，但 是測試腳本(例如，旅行預訂測試腳本)不可移植以用於測試其他類型的GAP，因為邏輯語 句夾雜了 GAP相關的導航語句以便訪問和測試GAP內的GUI對象。同樣，當修改GAP(即， 相同GAP的不同版本)時，測試腳本難於更新，因為必須重寫的導航語句分散在多個不同的 測試腳本之間。測試工程師已經發現，測試腳本即使在相同GAP的不同版本之間也是不易 於移植的，並且在多數情況下，更希望從頭編寫新的測試腳本而不是修改現有測試腳本。生成跨不同的GAP或者相同GAP的不同版本可移植的測試腳本存在其他障礙。在 一種生成測試腳本的方法中，捕獲/重放工具被用於記錄滑鼠坐標和用戶動作。然而，因為 捕獲/重放工具使用滑鼠坐標，所以(即使輕微地)改變⑶I布局，通常將使測試腳本無效。另一生成測試腳本的方法稱為「利用對象映射來測試」，其捕獲GUI對象的特性值(而不僅 僅是滑鼠坐標)。測試工程師給GUI對象的特性值集合指派唯一的名稱，並且繼而在測試腳 本中使用這些名稱來引用對象。理論上，對⑶I布局的改變可以通過修改⑶I對象的特性 值來說明，這些⑶I對象通常存儲在對象庫中。然而，即使在由於以下所闡述的相關性而對 GUI做出很小的改變時，更新基於對象映射的GUI測試(如果不是禁止的)也是困難的。導航和操縱表達式(NAME)是在測試腳本導航⑶I對象、設置或獲取⑶I對象的值 或者對其執行動作時使用的表達式。NAME包括應用編程接口(API)調用，其具有保持正在 接受測試的GUI對象的特性值的對象。不同的測試架構導出不同的API調用來訪問和操縱 ⑶I對象。由此，NAME依賴於⑶I對象類型(例如，列表框、文本框等)、屏幕上對象的位置 以及底層⑶I測試架構。因為NAME通過⑶I對象的特性來引用⑶I，所以即使⑶I對象最 細微的改變也可使引用該GUI對象的測試腳本內的所有NAME無效。例如，將GUI對象從組 合框改變為文本框將幾乎一定會使引用GUI對象的原始測試腳本中所有NAME無效。NAME 和測試邏輯之間的互相依賴使得測試腳本硬連線至特定GAP和測試架構。因為⑶I對象的 創建依賴於底層GUI框架，其在不同的GAP之間可能是不同的，所以測試腳本的可移植性進 一步惡化。由於這些原因，迄今為止，基於NAME的測試腳本即使在具有相同功能性的GAP 之間都是不可復用的，從而喪失了測試自動化的潛在益處。測試GAP時存在另外的困難，因為涉及三種「類型系統」用來編寫GAP原始碼的語 言的類型系統、底層GUI架構的類型系統以及用來編寫測試腳本的語言的類型系統。如果 修改了 GUI對象的類型，則測試腳本的類型系統「將不知道」發生了該修改，這使得維護和 演進測試腳本的過程複雜化。測試腳本不包含任何錄入信息。測試腳本不使用GUI架構的 類型系統，其不是腳本語言解釋器的一部分，並且測試腳本沒有對編寫GAP的程式語言的 類型系統的訪問權。由於測試腳本語言中不存在類型系統，所以程式設計師無法靜態地檢測錯 誤、獲得足夠的文檔以及有效地維護和演進測試腳本。由於其所有的限制，基於測試腳本的測試與手動測試相比較，造成了用於測試GAP 的工作整體減少。為了幫助進一步減少測試GAP的工作，測試工程師創建了 GAP的模型，並 且通過使用處理模型化GAP的工具來生成測試腳本。基於模型的測試包括建立GAP的高層 模型以及實現構造測試用例的算法。然而，該用於生成測試腳本的建模過程存在顯著的限 制。例如，建立GAP的高層模型是費力和困難的，並且直接根據GAP的原始碼建立模型存在 障礙。例如，GUI對象的變量值僅在運行時，即與API調用的執行相結合時是已知的。由此， GUI模型不能單獨從原始碼推導出。同樣，從原始碼推導模型將需要(a)知道創建和操縱 GUI對象的API調用的語義，(b)開發從GUI資源庫提取GUI模型的工具，以及(c)知道GUI 應用語言。目前，存在(a)、(b)和(c)的成千上萬種組合，使得難以開發推導GUI模型的通 用方法。另外，GAP的原始碼通常對於訂有合約來測試專有GUI軟體的獨立測試機構而言 是不可用的。由此，針對基於模型的測試腳本生成存在重大挑戰。存在禁止使用其他技術來進行GAP測試的若干障礙。例如，因為GUI對象是動態 (即，僅在執行GAP時)創建的，所以GAP無法靜態地進行測試(諸如通過查看GAP原始碼 來進行測試)。另外，因為測試腳本在GAP平臺外部的平臺上運行，所以GUI對象無法作為 存在於集成程序內的編程對象來訪問。並且，因為GUI對象的完整說明通常是不可用的，所 以難以靜態地分析GUI對象如何由NAME訪問和操縱。
因此，需要實現易於修改和復用的測試腳本的GAP測試結構。
發明內容
一種用於測試圖形用戶界面應用(GAP)的測試結構，通過將定義測試邏輯的語句 與向GAP對象導航的語句分離來將測試腳本模塊化。組合規則將這兩種語句編織(weave) 在一起以生成執行用以測試GAP的測試腳本。將邏輯語句與導航語句分離提供了模塊化測 試結構，從而可以跨不同的GAP和相同GAP的不同版本來復用相同的測試邏輯。復用測試 邏輯不僅從工程師的角度來看是有效實踐，還導致了測試編程錯誤減少。模塊化測試結構 還促進了將底層GAP中的修改納入考慮的測試腳本的有效修改，大大地減少了完成更新測 試腳本所需要的時間、成本和資源消耗。測試結構實現了面向對象的導航代碼，其中GAP表示為編程對象，而GUI對象表示 為編程對象內的域。測試結構包括測試邏輯，以調取對編程對象執行動作的方法。在GAP 中的編程對象上經由可訪問性接口來調取該方法，該可訪問性接口當GUI對象在GAP中變 得可用時提供對其的訪問。方法調用調取NAME來定位GUI對象並提取其值。上述值通過 可訪問性接口從GAP傳遞迴測試邏輯。使用該測試結構，測試邏輯不需要與NAME交織來測試特定的GAP。相反，使用面向 方面類型的程式語言，通過在GAP中定義切入點而將測試邏輯應用於GAP。當GAP激活連接 點時，測試邏輯被激活。因此，可以通過在GAP中定義GAP特定切入點而將相同的測試邏輯 應用於不同的GAP。如果修改了 GAP，則簡單地重新定義切入點來維護測試邏輯的有效性。通過查看以下附圖和詳細描述，其他系統、方法、特徵和優點對於本領域技術人員 將是明顯的或者將變得明顯。所有此類附加系統、方法、特徵和優點包括在本說明書中，落 在要求保護的主題的範圍內，並且由所附權利要求保護。
參考以下附圖和描述可以更好地理解該系統。附圖中的元件未必是按比例的，而 是將重點放在說明該系統的原理。在附圖中，相似的參考編號貫穿不同視圖指示相應部分。圖1圖示了包括具有程序元素的存儲器的系統，該程序元素用於測試來自存儲器 的由處理器執行的圖形用戶界面應用程式。圖2示出了圖1的測試腳本的格式。
圖3圖示了示出GUI屏幕的狀態的示意性狀態機。
圖4示出了可以執行用以構造GAP測試的動作。
圖5示出了用於創建測試腳本的操作工作流。
圖6示出了用於指定GUI對象的功能的動作。
圖7是示出GUI對象的生命周期的狀態圖。
圖8圖示了測試腳本與GAP之間的反射連接器。
圖9示出了用於向編程類添加編程對象的錄入對話框的版本的方法步驟。
圖10示出了錄入對話框窗口的一個示例。
圖11、圖12和圖13示出了可以用於對連接點應用通知的一組精簡規則。
圖14示出了用於圖11、圖12和圖13中示出的精簡規則的幫助器函數。
具體實施例方式圖1圖示了包括存儲器120的測試腳本執行系統100 ( 「系統100」)，存儲器120 具有用於測試來自存儲器152的、由處理器160執行的圖形用戶界面應用(GAP) 150的程序 元素。GAP 150通常繪製為具有GAP管理邏輯154，其用於實現圖形用戶界面(⑶I)程序的 邏輯執行，以及生成圖形用戶界面(例如，6叫-6叫(156(&)-156( ))。處理器160執行 GAP管理邏輯154，其繼而可以導致⑶I1-GUIn (156 (a)-156 (f))中的一個或者多個⑶I在屏 幕162上出現。每個⑶I 156 (a)-156(f)可以包括任意數目的⑶I元素164 (諸如文本框、 單選按鈕、下拉菜單、滾動條或者其他GUI元素)。圖1中標註了特定的GUI元素166。存儲在存儲器120中的程序元素包括GAP測試環境122和反射連接器140。GAP 測試環境122包括測試腳本128、測試邏輯176、測試腳本解釋器186、編程類(諸如編程類 124)、類定義168、異常處理機170和錄入對話框172。處理器160執行GAP測試環境122 以測試GAP 150的任何期望的邏輯。儘管圖1中僅示出了一個測試腳本128，但是GAP測試 環境122可以包括任意數目的測試腳本來部分地或者全部地測試GAP 150。測試腳本128 可以作為插件來與諸如Eclipse 的主程序(未示出)交互。如下文詳述，舉例來說，GAP測試環境122生成針對⑶I對象164的特定⑶I對象 166的編程類124。編程類124包括由測試腳本128內的測試腳本語句130調用的用來定 位GUI對象的方法174以及值操縱方法126。在執行時，測試腳本語句130引用GUI對象 164作為編程對象，並且反射連接器140提供對GUI對象164的訪問。與執行測試腳本語 句130相結合地，定位⑶I對象的方法174和值操縱方法126中的一個或多個通過反射連 接器140進行交互，以獲得和/或操縱編程對象166的一個或多個值。反射連接器140可 以在可訪問性層中實現，下文詳述。用於測試GAP 150的程序元素將測試腳本128分為兩個正交的關注點測試GAP 計算的高層測試邏輯176和指定如何定位GUI對象以及對GAP進行操縱的低層指令序列 (測試腳本語句130)。測試腳本可以由組合規則自動生成，該組合規則將高層測試邏輯176 與測試腳本語句130進行編織。高層測試邏輯176獨立於GAP和測試平臺，並且可以按照 模塊化方式應用於測試不同的GUI和GAP。在一個實現中，測試腳本128的程式語言類似於面向方面的編程範式的編程語 言。程式語言支持類型間聲明、切入點和通知。圖2示出了測試腳本128的格式的版本。測 試邏輯聲明為方面200。切入點202定義一組條件204(a)-204(c)作為連接點，其必須在執 行通知206之前得到滿足。測試腳本128內的每個元素的細節在下文中進一步討論。表1提供了對旅行GAP的⑶I中顯示的日期進行測試的測試腳本的一個示例。
權利要求
一種用於圖形用戶界面應用測試的方法，包括在計算機可讀存儲器中生成針對圖形用戶界面應用(GAP)的圖形用戶界面(GUI)對象的編程類，其中所述GUI對象包括GUI對象值；在針對所述GUI對象的所述編程類中提供值操縱方法，其中所述值操縱方法通過訪問所述GUI對象來設置或者獲得所述GUI對象值；在所述存儲器中讀取來自測試腳本的測試腳本語句，所述測試腳本語句包括表示所述GUI對象的編程對象，所述編程對象包括表示所述GUI對象值的編程對象值；在所述存儲器中建立所述測試腳本語句與所述GAP的所述GUI對象之間的反射連接器，其中所述反射連接器連接所述編程對象與GUI對象，使得所述GUI對象值的改變反射在所述編程對象值中；以及與執行所述測試腳本語句相結合地，通過所述反射連接器調用所述值操縱方法，以更新所述編程對象值。
2.如權利要求1的方法，其中建立連接器包括通過可訪問性層來連結所述測試腳本語句和所述GUI對象，其中所述反射連接器在可 訪問性層中實現。
3.如權利要求1的方法，進一步包括從所述測試腳本讀取指定執行所述測試腳本語句需要滿足的條件的定義。
4.如權利要求3的方法，其中所述條件包括GUI元素條件的說明，其中所述GUI元素條件指定所述GUI元素的條件。
5.如權利要求3的方法，其中所述定義包括實例化時間規則，其指定可以實例化GUI對象的時間。
6.如權利要求5的方法，其中所述實例化時間規則包括「過去」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的在前可用性； 「當前」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的現有可用性；或者 「將來」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的後續可用性。
7.如權利要求3的方法，其中所述定義包括 綁定規則。
8.如權利要求7的方法，其中所述綁定規則包括「活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的當前可用性； 「不活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的去激活；或者 「靜態」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的不可訪問存在。
9.一種產品，包括 機器可讀介質；以及存儲在所述介質上的邏輯，其在由處理器執行時，使得所述處理器 在計算機可讀存儲器中生成針對圖形用戶界面應用(GAP)的圖形用戶界面(GUI)對象 的編程類，其中所述GUI對象包括GUI對象值；在針對所述GUI對象的所述編程類中提供值操縱方法，其中所述值操縱方法通過訪問 所述GUI對象來設置或者獲得所述GUI對象值；在所述存儲器中讀取來自測試腳本的測試腳本語句，所述測試腳本語句包括表示所述GUI對象的編程對象，所述編程對象包括表示所述GUI對象值的編程對象值；在所述存儲器中建立所述測試腳本語句與所述GAP的所述GUI對象之間的反射連接 器，其中所述反射連接器連接所述編程對象與GUI對象，使得所述GUI對象值的改變反射在 所述編程對象值中；以及與執行所述測試腳本語句相結合地，通過所述反射連接器調用所述值操縱方法，以更 新所述編程對象值。
10.如權利要求9的產品，其中使得所述處理器建立的指令使得所述處理器 通過可訪問性層來連結所述測試腳本語句與所述GUI對象，其中所述反射連接器在可訪問性層中實現。
11.如權利要求9的產品，進一步包括邏輯，其在由所述處理器執行時，使得所述處理器從所述測試腳本讀取指定執行所述測試腳本語句需要滿足的條件的定義。
12.如權利要求11的產品，其中所述條件包括GUI元素條件的說明，其中所述GUI元素條件指定所述GUI元素的條件。
13.如權利要求11的產品，其中所述定義包括實例化時間規則，其指定可以實例化GUI對象的時間。
14.如權利要求13的產品，其中所述實例化時間規則包括「過去」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的在前可用性； 「當前」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的現有可用性；或者 「將來」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的後續可用性。
15.如權利要求11的產品，其中所述定義包括 綁定規則。
16.如權利要求15的產品，其中所述綁定規則包括「活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的當前可用性； 「不活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的去激活；或者 「靜態」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的不可訪問存在。
17.一種用於圖形用戶界面應用測試的系統，包括 處理器；存儲器，其耦合至所述處理器，並且包括包括邏輯的GAP測試環境，所述邏輯在由所述處理器執行時，使得所述處理器 在計算機可讀存儲器中生成針對圖形用戶界面應用(GAP)的圖形用戶界面(GUI)對象 的編程類，其中所述GUI對象包括GUI對象值；在針對所述GUI對象的所述編程類中提供值操縱方法，其中所述值操縱方法通過訪問 所述GUI對象來設置或者獲得所述GUI對象值；在所述存儲器中讀取來自測試腳本的測試腳本語句，所述測試腳本語句包括表示所述 GUI對象的編程對象，所述編程對象包括表示所述GUI對象值的編程對象值；在所述存儲器中建立所述測試腳本語句與所述GAP的所述GUI對象之間的反射連接 器，其中所述反射連接器連接所述編程對象與GUI對象，使得所述GUI對象值的改變反射在 所述編程對象值中；以及與執行所述測試腳本語句相結合地，通過所述反射連接器調用所述值操縱方法，以更 新所述編程對象值。
18.如權利要求17的系統，其中使得所述處理器建立的指令使得所述處理器 通過可訪問性層來連結所述測試腳本語句和所述GUI對象，其中所述反射連接器在可訪問性層中實現。
19.如權利要求17的系統，進一步包括邏輯，其在由所述處理器執行時，使得所述處理器從所述測試腳本讀取指定執行所述測試腳本語句需要滿足的條件的定義。
20.如權利要求19的系統，其中所述條件包括GUI元素條件的說明，其中所述GUI元素條件指定所述GUI元素的條件。
21.如權利要求19的系統，其中所述定義包括 實例化時間規則，其指定可以實例化GUI對象的時間。
22.如權利要求21的系統，其中所述實例化時間規則包括「過去」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的在前可用性； 「當前」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的現有可用性；或者 「將來」指示符，其指示在所述GAP的執行期間，所述GUI對象的後續可用性。
23.如權利要求19的系統，其中所述定義包括 綁定規則。
24.如權利要求23的系統，其中所述綁定規則包括「活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的當前可用性； 「不活躍」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的去激活；或者 「靜態」指示符，其指示所述GAP中的所述GUI對象的不可訪問存在。
全文摘要
本發明涉及將針對圖形用戶界面的測試腳本模塊化和方面化。具體地，涉及一種用於測試圖形用戶界面應用(GAP)的測試結構通過將定義GAP測試邏輯的語句與導航至GAP對象的語句分離而對測試腳本進行模塊化。組合規則將語句編織在一起以生成執行用以測試GAP的測試腳本。因為測試結構是模塊化的，所以可以跨不同的GAP和相同GAP的不同版本來復用測試邏輯。復用測試邏輯不僅從測試工程師的角度來看是有效的實踐，而且還導致了測試編程錯誤的減少。模塊化測試結構還促進了將底層GAP的修改納入考慮的測試腳本的有效修改，極大地減少了完成更新的測試腳本所需要的時間、成本和資源消耗。
文檔編號G06F11/36GK101957791SQ201010232300
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月15日 優先權日2009年7月16日
發明者M·格雷查尼克, 傅忱, 謝晴 申請人:埃森哲環球服務有限公司