Pywinauto在Windows Twain Driver自動化測試中的應(yīng)用研究

摘 要： 以Python為基礎(chǔ)，結(jié)合對Twain Driver測試工具的具體需求，將Pywinauto引入到Twain Driver的自動化測試中。介紹了Pywinauto的基本概念，通過測試用例說明Pywinauto在自動化測試中的具體實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用結(jié)果表明，該方法大大提高了測試的自動化程度，極大地減少了Twain Driver測試的工作量，同時也確保了測試質(zhì)量。
關(guān)鍵詞： Python；Pywinauto；Twain Driver；自動化測試

　Windows下掃描儀驅(qū)動程序主要使用Twain協(xié)議[1]。由于Twain協(xié)議的復(fù)雜性，Twain Driver一般會以圖形界面方式提供眾多掃描選項以供用戶使用。掃描選項數(shù)量眾多以及選項之間的依賴性，決定了Twain Driver的測試是一項非常艱巨的任務(wù)。Twain Driver的測試主要包括基本功能測試以及回歸測試。一般一個Twain Driver包含近百個基本功能測試用例以及隨著缺陷數(shù)量增長而不斷增加的回歸測試用例。特別是臨近產(chǎn)品正式發(fā)布日期時，每修正一個缺陷，都會帶來極大的工作量：一方面，要做基本功能測試檢查是否有新的缺陷；另一方面，要做回歸測試檢查之前已修正好的缺陷是否受到影響。由于此時產(chǎn)品已處于開發(fā)周期的后期階段，缺陷的基數(shù)通常會比較大，回歸測試的測試用例將變得非常龐大。更重要的是，如果有多個缺陷需要修正，那么以上兩個方面的測試還將重復(fù)執(zhí)行多次，測試工作將成倍增長。
　針對以上問題，本文以Python為基礎(chǔ)，結(jié)合對Twain Driver測試工具的具體需求，提出了一個基于Pywinauto實(shí)現(xiàn)自動化測試的解決方案[2]。Pywinauto通過模擬測試人員在用戶界面上的鼠標(biāo)、鍵盤操作，來減少測試人員的手工操作。應(yīng)用結(jié)果表明，該方案能夠極大地提高測試效率，在減少了測試時間的同時，也確保了產(chǎn)品質(zhì)量。
1 Pywinauto的基本概念
Pywinauto是基于Python開發(fā)的，用于自動化測試的腳本模塊的第三方擴(kuò)展包，它通過向Windows對話框和控件發(fā)送鼠標(biāo)、鍵盤動作來實(shí)現(xiàn)Windows圖形界面的自動化測試[3]。
1.1 標(biāo)識應(yīng)用程序?qū)嵗?br />　Pywinauto在使用前首先需要將應(yīng)用程序?qū)嵗B接到一個進(jìn)程，有兩種標(biāo)識方法分別對應(yīng)兩種情況：
?。?）應(yīng)用程序未啟動即應(yīng)用程序?qū)嵗淮嬖冢捍藭r可以調(diào)用start_（self，cmd_line，timeout=app_start_timeout）來啟動應(yīng)用程序。示例如下：
gAppName=ur"C：\Program Files\TWAIN Working Group\ TWAIN Toolkit\Twack_32.exe"
app=application.Application（）.start_（gAppName）
　（2）應(yīng)用程序已啟動：此時只需調(diào)用connect_（self， **kwargs）連接到已運(yùn)行的應(yīng)用程序。示例如下：
AppName=ur"TWAIN_32 Twakcer"
app=application.Application（）.connect_（title_re= AppName）
1.2 標(biāo)識應(yīng)用程序窗口
　在取得應(yīng)用程序?qū)嵗?，就可使用該?shí)例標(biāo)識應(yīng)用程序窗口，主要有3種標(biāo)識方式：
?。?）使用窗口標(biāo)題。示例如下：
gWizardName="Select"
MainDlg=app[gWizardName]
或者將窗口標(biāo)題直接當(dāng)成一個變量形式使用，但這樣標(biāo)識，非英文語系時窗口會出現(xiàn)問題，所以這種方法并不推薦。示例如下：
MainDlg=app.Select
?。?）窗口標(biāo)題結(jié)合正則表達(dá)式，特別是當(dāng)窗口標(biāo)題不確定或經(jīng)常變化時尤為有用。示例如下：
dlg=app.window_（title_re=".*doc"，class_name="#33888"）
?。?）直接取最上層窗口。此時需要確保被標(biāo)識的應(yīng)用程序窗口為頂層窗口。示例如下：
MainDlg=app.top_window_（）
1.3 標(biāo)識應(yīng)用程序窗口控件
　Pywinauto的測試原理主要模擬控件上的手工操作，所以Pywinauto自動化測試中重要的一環(huán)就是標(biāo)識應(yīng)用程序窗口上的控件。假設(shè)應(yīng)用程序窗口有一內(nèi)容為OK的Button控件，主要有兩種方式標(biāo)識這個控件：
　（1）使用窗口控件標(biāo)題。示例如下：
app["dlg"]["OK"]
或者將控件標(biāo)題直接當(dāng)成一個變量形式使用。與標(biāo)識窗口類似，這種方法也不推薦。示例如下：
app.dlg.OK
?。?）使用Friendly class，特別是當(dāng)控件標(biāo)題內(nèi)容為空時尤為有用。示例如下：
Dialog.Button1
　需要說明的是：Button、Button0及Button1都是代表第一個Button，Button2代表第二個Button。標(biāo)準(zhǔn)控件通過Friendly class很容易標(biāo)識出來，但是非標(biāo)準(zhǔn)控件其Friendly class并不明顯，這時可通過Visual Studio自帶的Spy++來查看，如圖1所示。

1.4 如何操控鼠標(biāo)與鍵盤
　在取得Windows對話框和控件后，就可以向?qū)υ捒蚧蛘呖丶l(fā)送鼠標(biāo)、鍵盤操作來實(shí)現(xiàn)自動化測試。
鼠標(biāo)的操作：（1）點(diǎn)擊操作：模擬鼠標(biāo)的點(diǎn)擊操作可以結(jié)合具體的控件，Pywinauto對于不同的控件提供了不同的函數(shù)。例如，模擬Next Button的點(diǎn)擊事件可以表示為Dialog.["Next"].Click（）；模擬ComboBox 控件的選擇操作可以使用如下方式：Dialog.ComboBox1.Select（1）。（2）拖動操作：主要使用PressMouse（）、MoveMouse（）和ReleaseMouse（）實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的按下、移動以及釋放操作。示例如下：
def AdjustSize （WizardDlg，ShiftX，ShiftY）：
Offset=10
OrgRect=WizardDlg.WiaControl1.Rectangle（）
WizardDlg.WiaControl1.PressMouse（coords=（Offset，Offset））
WizardDlg.WiaControl1.MoveMouse（coords=（Offset+ShiftX，Offset+ShiftY））
WizardDlg.WiaControl1.ReleaseMouse（）
按鍵的操作：Pywinauto使用SendKeys來進(jìn)行按鍵處理[4]。一些程序并不會將菜單項指定給主UI（如Word），這樣就不能直接使用菜單方法，而是使用快捷鍵的方式，這就需要使用SendKeys發(fā)送快捷鍵。如要表示按下Alt+F組合鍵，可以寫成MainWin.TypeKeys（"%F"）。需要說明的是：TypeKey還可表示按照一定時間間隔接受多個組合按鍵。例如，在Word2003打開從掃描儀導(dǎo)入圖片的窗口，需要先按Alt+I，然后按Alt+P，最后按Alt+S。用SendKeys可以表示為：
MainWin.TypeKeys（"%IPS"，pause=0.5）
1.5 中文支持
　Pywinauto在對中文應(yīng)用的菜單進(jìn)行操作時，通常會由于編碼問題而使中文應(yīng)用的對話框和控件無法進(jìn)行標(biāo)識?？梢允褂靡韵聝煞N方法解決：
?。?）使用"u"或者"ur"將字符串轉(zhuǎn)換成UTF格式的字符串。例如：
gDialogName=u"選擇來源"
gButtonName=u"選定"
app[gDialogName][gButtonName]
?。?）使用decode函數(shù)強(qiáng)行轉(zhuǎn)換字符串編碼。例如：
CP="cp936"
gDialogName="選擇來源".decode（CP）
gButtonName="選定".decode（CP）
app[gDialogName][gButtonName]
2 Twain Driver自動化測試實(shí)現(xiàn)
　由于Twain協(xié)議使用的廣泛性，目前已經(jīng)有很多應(yīng)用程序支持該協(xié)議。Windows下常見的應(yīng)用程序主要有Twack_32、Microsoft Word、PageManager 以及Adobe Photoshop等，這些應(yīng)用程序均可作為Twain Driver的測試工具。其中Twack_32是TWAIN官方所提供的一個工具，其兼容性最好，而且它不僅提供了TWAIN應(yīng)用的例程，還可以在計算機(jī)系統(tǒng)上安裝一個虛擬的圖像輸入設(shè)備（TWAIN_32SampleSource），所以測試人員通常使用Twack_32對Twain Driver進(jìn)行測試。本文也以Twack_32為例實(shí)現(xiàn)Twain Driver的自動化測試。
2.1 Twack_32啟動的實(shí)現(xiàn)
　下載并安裝完后，打開Twack_32界面，然后依次選擇File->Select Source，彈出一個對話框，如圖2所示。

　實(shí)現(xiàn)時，首先通過調(diào)用start函數(shù)啟動應(yīng)用程序獲取應(yīng)用程序?qū)嵗?，然后利用該?yīng)用程序?qū)嵗徒缑娴臉?biāo)題（TWAIN_32 Twacker）取得應(yīng)用程序窗口實(shí)例，最后根據(jù)應(yīng)用程序窗口實(shí)例取得控件標(biāo)識，之后就可以操縱該控件了。中文菜單可使用"u"轉(zhuǎn)換字符串。實(shí)現(xiàn)代碼如下：
AppName=′TWAIN_32 Twacker′
TWAINDS_NAME=′SP C240SF/C242SF LAN 0.59 （32-32）′
def RunTwack（）：
app=application.Application（）
app.start_（ur"C：\Program Files\TWAIN Working Group\TWAIN Toolkit\Twack_32.exe"）
app[AppName].Wait（′ready′）
app[AppName].MenuSelect（"File->Select Source..."）
app[u′選擇來源′].Listbox1.Select（TWAINDS_NAME）
app[u′選擇來源′][u′選定′].Click（）
return app
2.2 自動化測試實(shí)現(xiàn)
　Twack_32成功啟動后，如果安裝了需要測試的驅(qū)動，將會出現(xiàn)被測Twain Driver的界面，圖3為某一驅(qū)動的界面，以下實(shí)現(xiàn)也以此驅(qū)動為例。

　該驅(qū)動支持三種掃描模式，分別是：Full Color、Gray和Black and White。假設(shè)需要測試該驅(qū)動的掃描模式是否實(shí)現(xiàn)正確，首先需要將mode改為Full Color，其他參數(shù)不變，掃描并觀察圖片是否正確；然后依次將mode改為Gray 和 Black and White并重復(fù)以上操作。使用Pywinauto實(shí)現(xiàn)對掃描模式的自動化測試。實(shí)現(xiàn)時盡量將每一個測試案例用一個相應(yīng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，有利于測試腳本的后期維護(hù)。示例代碼如下：
　DriverName=′SP C240SF/C242SF LAN′
　def SetScanParameter（ScanApp，nPaperSource，nColorModelItem， nDPIItem，nSizeIndex）：
WaitForWindowIsReady（ScanApp[DriverName]）
ScanApp[DriverName].ComboBox.Select（nPaperSource）
WaitForWindowIsReady（ScanApp[DriverName]）
ScanApp[DriverName].ComboBox2.Select（nColorModelItem）
ScanApp[DriverName].ComboBox3.Select（nDPIItem）
ScanApp[DriverName].ComboBox4.Select（nSizeIndex）
ScanApp[DriverName].Scan.Click（）
time.sleep（0.5）
def ScanImageWithTwackChangeMode（ScanApp， nColorModelItem）
SetScanParameter（ScanApp，1， nColorModelItem，1，2）def TestColorMode（ScanApp）
ScanImageWithTwackChangeMode（ScanApp，1）
ScanImageWithTwackChangeMode（ScanApp，2）
ScanImageWithTwackChangeMode（ScanApp，3）
　本文以Twain Driver為例介紹了Pywinauto在圖形界面自動化測試中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)。Pywinauto通過模擬測試人員在用戶界面上的鼠標(biāo)、鍵盤操作來減少測試人員的手工操作。實(shí)現(xiàn)時，將各個測試用例對應(yīng)一個函數(shù)，然后根據(jù)測試需求調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。由于基本功能測試時測試用例相對穩(wěn)定，所以腳本一旦寫好，以后每次發(fā)布版本前只需運(yùn)行一次腳本即可完成基本功能測試。而在回歸測試階段，每增加一個測試用例，便增加一個相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)函數(shù)，從而避免遺漏對之前版本缺陷的測試。此外，本文的方案只需稍作修改，便可應(yīng)用于其他Windows圖形應(yīng)用程序的測試，特別是程序界面手動操作比較復(fù)雜時，該方案的效果更加明顯。
參考文獻(xiàn)
[1] TWAIN—standard for image acquisition devices[DB/OL].http：//twain.org.2001.
[2] 辛敏杰，高建華.一種改進(jìn)的GUI測試框架DART[J].計算機(jī)工程，2009，35（7）：55-58.
[3] Contents-pywinauto v0.4.1 documentation[DB/OL]. http：//pywinauto.googlecode.com/hg/pywinauto/docs/contents.html，2010.
[4] SendKeys|Rutherfurd.net[DB/OL]. http：//www.rutherfurd.net/python/sendkeys，2008.