基于事件可达性模型的图形用户界面测试脚本修复方法

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基于事件可达性模型的图形用户界面测试脚本修复方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于软件测试领域，尤其是针对图形用户界面GUI程序的回归测试技术和全流程自动化测试研究，采用基于对象库和事件可达性的模型修复技术，是一种测试用例修复技术，为一种基于事件可达性模型的图形用户界面测试脚本修复方法。\n背景技术\n[0002] 现今工业界中图形用户界面测试，即GUI测试往往基于录制/回放工具，人工录制GUI测试脚本，并在测试阶段将GUI脚本在GUI上自动回放。市场上存在若干款基于录制/回放的商业或开源GUI自动化测试软件。例如惠普公司(HP)的QuickTest Professional(QTP)、国际商用机器公司(IBM)的Rational Functional Tester(RFT)以及开源GUI自动化测试框架WatiN等。其中惠普公司的QTP产品质量可靠，市场应用广泛，已是事实上的业界标准。\n[0003] 这种基于录制/回放技术的GUI测试往往应用于回归测试。然而，在软件开发过程中，GUI的修改，即使是较小的修改往往会引起大量原有GUI测试脚本失效。GUI脚本失效问题较大程度上限制了GUI自动化测试的广泛应用。GUI测试用例修复技术旨在解决该问题，该技术根据GUI的变化信息，尝试对测试用例进行修复，使得经过修复的测试用例能够在新版本的GUI上正常回放。该方法能够修复失效的测试用例，有助于保持原有测试用例集的覆盖率。\n[0004] 最初的GUI测试用例修复技术采用完全由人工手动修复的方式对GUI测试用例进行修复。测试工程师分析新旧版本GUI的变化信息，并修改失效测试用例的相关语句，使得经过修改的测试脚本能够在新版本GUI上正常回放。人工修复修复成功率很高，而且经过修复的测试用例往往能够很好的保留原有测试逻辑。但是，人工修复效率较低，消耗大量人力成本。\n[0005] 软件模型是对软件行为和软件结构的抽象描述，在GUI测试用例修复技术中，可以通过建立GUI结构模型，描述GUI信息和新旧版本GUI之间的变化信息的方式，指导GUI测试用例的修复。基于测试模型的GUI测试用例修复技术可以在一定程度上用于GUI测试用例的自动化修复。近几年学术研究中提出了一些基于模型的测试用例修复技术。如基于GUI模型的GUI测试脚本辅助修复工具和基于EFG模型的测试模型的自动修复工具。但是这些工具存在一定的不足，基于GUI模型的GUI测试脚本辅助修复工具为测试工程师提出了修复建议，但并没有完成GUI测试用例的自动化修复；基于EFG模型的测试测试用例修复工具虽然完成了自动化修复，但是修复过程可能会改变测试用例原有测试逻辑。\n[0006] 综上所述，基于模型的GUI测试用例修复技术，通过采用分析模型中描述的GUI信息和新旧版本GUI变化信息的方式，指导或者完成GUI测试脚本的修复，使得修复后的测试脚本能够在新版本GUI上正常回放。但是，目前提出的基于模型的GUI测试用例修复技术存在不能自动化修复的不足。\n发明内容\n[0007] 本发明要解决的问题是：GUI的回归测试中，需要对失效的GUI测试用例进行修复，现有的GUI测试用例修复技术不能在实现自动修复的同时保证测试用例原有测试逻辑，需要一种能实现自动化修复并保有原来测试逻辑的测试脚本修复方法。\n[0008] 本发明的技术方案为：基于事件可达性模型的图形用户界面测试脚本修复方法，获取待测新版本图形用户界面GUI的控件元素和控件元素之间的事件可达关系，生成描述GUI控件事件可达性关系的GUI控件事件可达性模型；对旧版本测试脚本进行剖析，得到旧版本测试脚本的GUI测试操作序列，然后将所述GUI测试操作序列中包含的测试操作分类为关键操作和非关键操作，通过保留关键操作的方式保留旧版本测试脚本的测试逻辑；通过在GUI控件事件可达性模型中搜索路径，在关键操作之间插入粘合操作，使得经过粘合操作得到的新测试脚本在新版本GUI上正常回放，完成测试脚本的修复，[0009] 其中，对于关键操作和非关键操作的判断，通过考察该操作对待测新版本GUI结构的影响的方式判断该操作的类型，如果操作执行后待测新版本GUI的结构不发生改变，则认为这个控件是关键操作，反之则为非关键操作。\n[0010] 具体包括以下步骤：\n[0011] 1)、生成待测新版GUI的事件可达性模型：\n[0012] 1.1)、通过GUI自动化测试软件的图形用户界面学习工具生成待测新版GUI的对象库；\n[0013] 1.2)、根据人工生成或者自动获取的控件类型和控件-窗口调用关系列表信息，结合对象库生成待测GUI的事件可达性模型；\n[0014] 2)判断旧版本测试脚本是否失效，失效则进行修复：\n[0015] 2.1)利用人工生成或者自动获取的控件ID对应关系或新旧版本GUI控件映射表中描述的控件对应关系，将旧版本测试脚本GUI测试操作序列的GUI元素转化成新版本GUI的元素；\n[0016] 2.2)检测转换后的操作序列所涉及的控件和控件序列是否在事件可达性模型存在相应的点和边，判断旧版本测试脚本是否失效，如果检测所涉及的控件和控件序列在事件可达性模型中都存在相应的点和相应的边，则有效，反之，则失效；\n[0017] 3)对步骤2)中检测失效的测试脚本进行修复：\n[0018] 3.1)将旧版本测试脚本转化成GUI测试操作序列；\n[0019] 3.2)提取GUI测试操作序列的关键操作；\n[0020] 3.3)将旧版本测试脚本的关键操作转化成可以在新版本GUI上回放的关键操作：\n采用ID映射或者通过查询新旧版本GUI控件映射表进行映射的方法，将旧版本测试脚本的关键操作映射为新版本的操作；\n[0021] 3.4)在转化后的关键操作之间插入粘合操作；\n[0022] 3.5)生成适用于新版本的GUI新测试脚本，完成修复。\n[0023] 步骤1.2)具体如下：\n[0024] 1.2.1)对于对象库中的GUI控件元素，通过分析控件类型确定这个控件元素和本窗口其他控件元素的关系；\n[0025] 1.2.2)对于对象库中的GUI控件元素，通过分析控件-窗口调用图关系确定这个控件元素和其他窗口下控件元素之间的关系；\n[0026] 1.2.3)根据步骤1.2.1)和1.2.2)中的信息生成事件可达性模型，具体步骤如下：如果是简单控件，即没有结构信息的GUI控件元素，这个控件和其他简单控件，以及结构控件的顶层控件为事件可达关系；如果是结构控件，则这个控件和简单控件以及其他结构控件的顶层控件为事件可达关系，并且和该结构控件层次结构的下一级控件为事件可达关系；如果是结构控件层次结构的中间级控件，则该控件和该结构层次的下一级控件、该结构控件结构层次的上一级控件、该结构控件结构层次的同一级控件、简单控件以及其他结构控件的顶层控件为事件可达关系。\n[0027] 步骤3.4)的粘合操作为：确定两个相邻关键操作涉及的控件在事件可达性模型中对应的节点，利用路径寻找算法寻找两个控件之间的路径，即两个控件之间的需要的点击操作，并将这些操作插入相应的两个相邻关键操作之间，使得关键操作序列在新版本GUI上正常回放。\n[0028] 所述控件类型和控件-窗口调用关系列表信息，以及新旧版本GUI控件映射表由人工生成或者自动获取的方式得到，其中，控件类型和控件-窗口调用关系列表信息由人工的方式确定或采取GUI逆向工程的方式自动获取；新旧版本GUI控件映射表由人工生成，如果待测软件的GUI版本管理采用了GUI控件ID管理的方式，则可以通过版本管理GUI控件的ID信息自动生成新旧版本GUI控件映射表。\n[0029] 在多数情况下，一个GUI测试脚本可以看作GUI操作序列。在GUI脚本录制过程中，测试工具记录测试工程师的操作，如鼠标点击，键盘输入等，并将这些操作以GUI操作序列的形式记录到GUI测试脚本中。这些操作有的涉及到业务逻辑，有的不涉及业务逻辑。\n本发明定义了关键操作和非关键操作的概念来区分两种不同类型的GUI操作。关键操作是指涉及业务逻辑的操作，例如在特定的文本框中输入用户名，在登录窗口中点击登陆按钮进行用户登录等；非关键操作是指不涉及业务逻辑的操作，非关键操作往往会改变当前GUI界面的结构，从而改变一些GUI控件的可访问性，例如点击文件菜单，关闭当前窗口等。\n在本发明修复方法中，通过保留关键操作的方式来保持测试逻辑。\n[0030] 事件可达性模型是描述GUI结构的有向图模型。有向图中的节点是GUI控件的点击事件，而有向图的边表示当前边所连接的两个节点对应事件存在事件可达关系。如果两个事件存在事件可达关系，表示在特定的状态下，执行完头一个事件后可以紧接执行另一个事件，在事件可达性模型中，这两个事件所对应的点之间存在一条有向边。\n[0031] GUI自动化测试软件内置的对象库(object repository)是表示GUI结构的森林模型。该结构存储GUI控件信息，用以指导脚本录制过程和回放过程中对GUI控件的识别。\n该结构的顶层节点是GUI窗口，每个节点的子节点代表该节点中包含的元素。例如窗口节点的子节点可能是该窗口包含的控件，菜单节点包含的子节点可能是这个菜单的菜单项。\n对象库所采用的森林模型能够很好的表示GUI的层次结构特性。当今流行的GUI自动化测试软件，如QTP，RFT等都内置相应的对象库结构，用于识别和记录待测GUI的结构。GUI自动化测试软件也内置了相应的界面学习工具，帮助测试工程师建立和维护对象库结构。\n[0032] 在本发明方法中，通过对象库生成事件可达性模型是一个重要的部分。对象库很好的表述了GUI结构。并且在实践中，使用GUI自动化测试软件的图形用户界面学习工具产生的对象库较为精确，控件识别的准确率很高。但是对象库中没有记录控件与控件之间的动态关系，例如事件可达关系，也没有区分关键控件和非关键控件的信息。本发明通过GUI界面的二次学习技术。在原有的对象库上增加控件动态信息。并根据这些信息结合对象库增生成事件可达性模型，用于之后的脚本修复工作。\n[0033] 本发明提出关键操作和非关键操作概念，作为识别和保留原有GUI测试脚本测试逻辑的重要手段，将GUI自动化测试软件提供的对象库扩充成事件可达性模型；使用事件可达性模型描述GUI变化信息和GUI结构信息，并在这些信息的指导下完成QTP模型的自动修复；修复后的测试用例能够在新版本GUI软件上正常回放，同时保持原有测试逻辑。本发明对失效的测试脚本进行修复，保证测试用例原有测试逻辑，减轻了测试人员的负担，解决了回归测试中GUI脚本失效的问题。\n附图说明\n[0034] 图1为本发明的流程示意图。\n具体实施方式\n[0035] 本发明的基于事件可达性模型的GUI测试脚本自动化修复方法，能够很好的集成于现今的GUI自动化测试框架中，在现今的GUI测试实践中，GUI自动化测试重要用于回归测试，回归测试中由于GUI控件元素变化导致测试用例失效问题是一个普遍存在且较为严重的限制GUI自动化测试广泛应用的问题，而本发明能够较为有效的解决这个普遍存在的工业界问题，对失效的测试脚本进行修复，具有较好的应用前景。\n[0036] 如图1，为本发明的流程示意图，包括以下步骤：\n[0037] 1)、生成测试模型阶段：\n[0038] 1.1)、通过GUI自动化测试软件，例如QTP(Quick Test Professional)自带的界面图形用户界面学习工具ORM(Object Repository Manager)，生成待测GUI的对象库；\n[0039] 1.2)、根据控件类型和控件-窗口调用关系列表信息，结合对象库生成待测GUI的事件可达性模型；\n[0040] 2)判断测试脚本是否失效阶段：\n[0041] 2.1)利用控件ID对应关系或新旧版本GUI控件映射表中描述的控件对应关系将旧测试脚本的GUI元素转化成新版本GUI的元素；\n[0042] 2.2)通过检测转换后的操作序列对所涉及的控件和控件序列对是否在事件可达性模型存在相应的点和边的方式判断测试脚本是否失效，如果所有控件和所有控件对在事件可达性模型中都存在相应的点和相应的边，则有效，反之，则失效；\n[0043] 3)对失效测试脚本进行修复阶段：\n[0044] 3.1)将旧版本测试脚本转化成GUI测试操作序列；\n[0045] 3.2)提取GUI测试操作序列的关键操作；\n[0046] 3.3)将旧版本测试脚本的关键操作转化成可以在新版本GUI上回放的关键操作；\n[0047] 3.4)插入粘合操作；\n[0048] 3.5)生成适用于新版本的GUI测试脚本。\n[0049] 其中，步骤1.1)中，采用GUI测试软件提供的图形界面学习工具，该工具的主要作用是为GUI建立对象库，这个工具采用人工辅助的自动化建模方式，建立对象库方便快捷，且结果精确，建立对象库为现有技术，不再详述。\n[0050] 所述控件类型和控件-窗口调用关系列表信息和新旧版本GUI控件映射表可以由人工生成或者自动获取的方式得到。其中，控件类型和控件-窗口调用关系列表信息可以由人工的方式确定，也可以采取GUI逆向工程的方式自动获取；新旧版本GUI控件映射表可以由人工生成，如果待测软件的GUI版本管理采用了GUI控件ID管理的方式，则可以通过版本管理GUI控件的ID信息自动生成新旧版本GUI控件映射表。\n[0051] 步骤1.2)生成事件可达性模型具体如下：\n[0052] 1.2.1)对于对象库中的GUI控件元素，通过分析控件元素的类型，简单控件元素或结构控件元素，确定这个控件元素和本窗口其他控件元素的关系；\n[0053] 1.2.2)对于对象库中的控件元素，通过分析控件-窗口调用图关系确定这个控件元素和其他窗口下控件元素之间的关系；\n[0054] 1.2.3)生成事件可达性模型：\n[0055] 如果是简单控件，即没有结构信息的GUI控件，如文本框，按钮等，这个控件和其他简单控件和结构控件的顶层控件有都是事件可达关系。如果是结构控件，如菜单控件，树形控件等顶层控件，那么这个控件和简单控件以及其他结构控件的顶层控件是事件可达关系，并且和该结构控件层次结构的下一级控件有事件可达关系；如果是结构控件层次结构的中间级控件，那么该控件和该结构层次的下一级控件元、该结构控件结构层次的上一级控件、该结构控件结构层次的同一级控件、简单控件以及其他结构控件的顶层控件有事件可达关系。\n[0056] 需要注意的是，事件可达性模型是有向图模型。控件i到控件j有事件可达关系代表，在事件可达性模型中控件i到控件j存在一条有向边，控件j到控件i是否存在有向边不确定。\n[0057] 1.2.2)中，如果控件存在于控件-窗口调用图中，代表点击该控件可能会打开一个新窗口，那么这个控件和新窗口中所有简单控件以及所有结构控件的顶层控件有事件可达关系。\n[0058] 步骤2.1)中，需要给出新旧版本GUI控件的映射关系。理想的情况是在GUI自动化测试过程中，测试工程师对GUI控件生成了ID，每一个控件拥有的ID唯一，且在新旧版本GUI中相同控件拥有的ID相同。这样新旧版本的相同控件的对应关系仅仅需要比对相应的ID，但是在工程实践中，测试工程师不一定对控件应用了ID管理方式，这样需要新旧版本的控件映射表来完成新旧版本中相同控件的对应工作。\n[0059] 步骤3.2)对于关键操作和非关键操作的判断，本发明采用通过考察该控件对GUI结构的影响进行关键操作的判断，如果一个控件不对GUI的结构进行改变，则认为这个控件是关键操作。这个判断基于一个假设：录制测试脚本的测试工程师是有经验的，测试脚本中的操作是精炼的，不存在多余的操作。基于这个假设，脚本中所有的操作都是有意义的，既然一个操作不改变GUI结构，那么这个操作必定涉及业务逻辑。\n[0060] 步骤3.3)中，需要将旧版本的关键操作转化成新版本的操作，这个步骤和2.1)相似，采用ID判定或者采用检索控件映射表的方法将旧版本的操作映射为新版本的操作。\n[0061] 步骤3.4)的目的是在关键操作中插入相应的粘合操作，使得这个测试用例能够在新版本上运行。本发明在步骤3.3)中产生了新版本GUI上的关键操作序列，但是由于关键操作之间不一定可达，需要在事件可达性模型中寻找控件之间的可达路径。本方法通过确定两个关键操作涉及的控件在事件可达性模型中对应的节点，利用路径寻找算法寻找一条两个控件之间的路径，即两个控件之间需要的点击操作。插入了粘合操作的关键操作序列可以在新版本GUI上正常运行。\n[0062] 在使用过程中，本发明获取待测新版本GUI的控件元素和控件元素之间的事件序列可达性关系，生成描述GUI结构和GUI控件事件调用可达性关系的模型；并对已有测试脚本进行剖析，得到原测试脚本的GUI测试操作序列；然后将GUI测试操作分类为关键操作和非关键操作；通过采用保留关键操作的方式，保留原测试脚本的测试逻辑；通过采用在事件可达性模型中搜索路径的方法，在关键操作之间插入相应的粘合操作使得修复后的测试脚本能够在新版本GUI上正常回放；从而完成测试脚本的修复。本发明对失效的测试脚本进行自动修复，保证测试用例原有测试逻辑，减轻了测试人员的负担，解决了回归测试中GUI脚本失效的问题。