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Python 语言在自动化测试系统中的应用
资料介绍
自动化测试系统在敏捷开发、持续集成和持续交付中起着非常重要的作用。它对加快新功能发布,缩短现场问题解决时间,提升用户感受度,乃至提高企业竞争力都至关重要。本文结合笔者在自动化测试系统建设中的实践,具体描述了利用Python语言设计完成的基于机器人框架,关键字驱动的案例。最后指出了这套系统进一步改进的方向。
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Program Design
•
Python 语言在自动化测试系统中的应用
文/华剑南
自动化测试系统在敏捷开发、
持续集成和持续交付中起着非常
重要的作用。它对加快新功能发
布,缩短现场问题解决时间,提
升用户感受度,乃至提高企业竞
争力都至关重要。本文结合笔者
在自动化测试系统建设中的实践，
具体描述了利用Python语言设计
完成的基于机器人框架,关键字
驱动的案例。最后指出了这套系
统进一步改进的方向。
摘
要
【关键词】自动化测试系统 机器人框架（Robot
Framework,RF） 关键字驱动 Python
图1
化测试框架。
在策略和任务定义好后，免予人工干预。为达
到这一目标，需要实现 RF 和其他系统的配合。
下文介绍在这套系统中开发的三个重要模块 :
下载，定制测试报告，邮件分发模块。
1 自动化测试系统实现简介
2 Python语言在自动化测试系统中的应
用
笔者参与开发的自动化测试系统，和编
译服务器关联 , 由系统扫描侦测 , 实现基于某
种策略的版本自动下载 ( 最大频度测试 , 最相
关版本测试 , 如包含本测试组发现的软件缺陷
版本优先 , 或指定版本测试等 ), 然后分发到相
应设备 , 进行版本升级安装 , 触发测试用例的
运行 , 生成测试报告 , 发送邮件给项目干系人 ,
更新测试记录等。
编译随时可能完成 , 系统需要有自动下载
功能 ( 关键字 Auto_DL) 以免浪费时间 , 基本
的过程如下 , 首先系统处于空闲状态 , 即还未
开始测试或上次测试任务已完成 , Auto_DL 会
定时登录到指定服务器 , 检测是否有新版本编
译完成，并判断该版本是否可用 : 按上文提
及的某种特定的策略选择新版本 , 判断该版本
是否符合自动化测试的最低要求 , 例如已通过
冒烟测试，通过则可下载该版本，退出 Auto_
DL, 触发下一个环节，升级安装该版本。这
个过程循环往复 , 以达到尽快测试符合策略的
版本或尽可能多地测试各种版本等目的 . 本系
统用 Python 自带的标准模块 urllib2, re 实现新
版本侦测和判断是否为可用版本 , 发送 HTTP
request, 在获取的返回信息中 , 利用正则表达
式标准模块 re 中的搜索函数 findall 和符合指
定特征的正则表达式判断是否需要下载新版
本 ; 用 Python 自带的标准模块 ftplib 实现文件
下载 , 直接导入 ftplib, 生成一个 FTP 对象 , 连
接到 ftp 服务器 , 以写模式在本地打开接收文
件 , 接收服务器上的文件并写入本地文件 , 最
后关闭文件 , 完成下载工作。
利用 RF 编写定制的测试用例，需要开发
自己的关键字，编写自定义 python 库。下文
通过一个实例来介绍这个过程。
首 先， 在 python 安 装 目 录 c:\Python27\
Lib\site-packages\ 下新建一个文件夹 NewUE，
文件夹名就是库名 , 然后，在该文件夹内创建
一个 python 文件 ueclass.py, 代码中定义一个
自动化测试系统 , 能实现在第一时间触发
测试, 能更频繁地测试各个版本, 能运行更多、
更繁琐的测试 , 进而在缺陷出现时及时发现 ,
帮助开发团队缩小缺陷出现的代码范围，便于
定位问题, 解决问题, 这为敏捷开发持续集成，
持续发布提供了强有力的支撑。
UEClass类，类中定义了一个ue1Behavior方法，
该方法即 RF 中的新关键字。
在 NewUE 文 件 夹 内 再 创 建 文 件 名 __
init__.py 文件，RF 通过这个初始化文件获取
新关键字类。它的类名和库名相同 , 括号里的
类是 ueclass.py 中定义的类：
自动化测试系统，基于机器人框架（robot
Framework，RF）,RF 有丰富的库，使用关键
字驱动技术，可以实现循环，选择等逻辑，测
试用例中支持变量的使用，测试人员可以创建
自己需要的关键字 , 具有很大的灵活性和可扩
展性，可以实现定制的复杂或特殊的功能。
ride 是 RF 的编辑工具，测试用例可以用表格
输入，使得测试人员以类似于自然语言的方式
( 关键字 ) 来描述测试用例 , 即使没有编程基
础的测试人员也容易上手，而 RF 会将关键字
转化为测试动作 ( 底层即 Python 类方法，函
数的调用 )。
fromueclass import UEClass
classNewUE(UEClass):
R O B O T _ L I B R A RY _ S C O P E =
'GLOBAL'
自 定 义 的 NewUE 库 就 创 建 好 了， 在
RF 的编辑器 ride 中导入这个库，然后即可
使用新创建的关键字。如果要新增关键字
ue2Behavior，只要在 UEClass 类中增加名为
ue2Behavior 的方法即可。
下载完成后 , 系统自动安装并执行测试用
例。RF 能产生测试报告 , 但是无法定制测试
报告 , 新开发的定制测试报告模块就是根据测
试管理团队的特殊要求 , 提供符合需求的报告 ,
可以包括测试团队名字 , 测试时间 , 测试环境
的硬件配置 , 软件版本信息 , 测试用例运行结
果汇总情况 , 是否更新测试记录或需要进一步
分析等。测试结果由网页和附件的形式发送给
指定接收人。同时 , 除了测试结果文件 , 还提
导入新库，若库名显示为黑色，表明导入
成功，若红色则表明导入失败。可以通过在一
个 python 文件中 import NewUE 来调试，通常
可以根据出错消息提示框，排除源文件中的错
误。修正错误后，把原来的 *.pyc 全删除 , 运
行如下命令编译 , 然后重新导入 :
Python 是一种面向对象、解释型、跨平
台的高级程序设计语言，可以应用于自动化测
试，数据分析等众多领域，Python 用代码缩
进来代替花括号 , 表示语句块逻辑层次，既使
得源程序风格接近，又提高了可读性；Python
的类库齐全并且产出率高，实现相同的功能，
Python 比很多其他语言代码量少，这意味着易
维护，出现问题的概率也下降。RF 就是一种
基于 Python 的可扩展关键字驱动的通用自动
python -m compileallueclass.py
python -m compileall __init__.py
如图 1 所示。
自动化测试系统的理想目标是全自动，
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电子技术与软件工程ꢀꢀ
Electronic Technology & Software Engineering
252 •
SCM Technology
单片机技术
•
基于单片机的天文时钟控制器的设计
文/张锋
1 总体设计
设计一种实用的天文时钟控
制器，硬件主要由电源单元、单
片机单元、人机界面单元、实时
时钟单元、光照度采集单元、继
电器输出单元、以及通讯单元等
组成。控制器以STM32F103为核心，
通过设定的经纬度和当前的日期，
计算出日出和日落时间，与模数
转换器采集到的光照度相结合，
来控制继电器的输出。控制器还
可以接收GPRS控制指令，实现特
殊控制。
摘
要
设计基于单片机的天文时钟控制器，系统
框图如图 1 所示，电路由由电源单元、单片机
单元、人机界面单元、实时时钟单元、光照度
采集单元、继电器输出单元、以及通讯单元等
组成。电源单元给其余单元提供电源，人机界
面单元的按键与单片机的 IO 口相连 , 人机界
面单元的 LCD 与单片机通过并行电平转换芯
片相连，光照度采集单元与单片机的 AD 采集
通道相连，实时时钟单元与单片机通过 I2C 总
线相连，通讯单元与单片机的 UART 串口相连，
继电器输出单元与单片机的 IO 口相连。
图1：系统框图
2 硬件设计
软件重新运行。与芯片内部看门狗相比，
MAX706S 在系统上电掉电情况下，系统电压
尚未稳定时使芯片处于复位状态，避免误动作。
人 机 界 面 单 元 包 括 按 键 和 LCD 两 部
【关键词】天文时钟 STM32F103 光照度采集
电源单元采用 TOP253 芯片为控制芯片，
经反激式脉冲变压器把交流 220V 转化为系统
芯片使用的电压，+5V，+3.3V，隔离的 24V 等。
单 片 机 单 元 以 STM32F103 为 核 心， 属
实时时钟 日出日落
分， 按 键 部 分 与 单 片 机 的 IO 直 接 相 连。
因 STM32F103 工 作 电 压 为 +3.3V，LCD 接
口 电 压 则 是 +5V， 需 要 2 片 电 平 转 换 芯 片
74LVC4245APW。见图 2，实时时钟单元主
芯 片 为 RX8025SA, 与 STM32F103 的 I2C 管
脚相连。系统正常工作时，电源单元的 +3.3V
为 RX8025SA 提供电源，系统未上电时，由
随着社会的发展和节能降耗的要求，对
道路交通照明的要求越来越高，需要根据日出
日落时间和光照度、以及远程临时指令来开关
照明灯具的供电电源，以实现照明的灵活控制。
为此，设计了一款天文时钟控制器，并在实践
中得到了应用。
ARM Cortex-M3 系列，主频 72MHz，带有双
路 12 位 ADC，带有 I2C、USART 等接口，内
置 SRAM 和大容量 FLASH 等，集成度高。采
用 3.3V、8MHz 有源晶振，引出 SWD 接口作
为调试口。使用外部硬件看门狗 MAX706S，
在收外部干扰使程序跑飞时复位芯片，使
<< 上接 252 页
供超链接 , 可以查看测试日志等 , 特别是当测
试用例失败后 , 测试人员可以进一步分析日志 ,
确定是哪个领域出现了软件缺陷 , 对应的开发
人员也可以根据日志 , 修正软件缺陷 , 提供新
版本给测试人员再次验证。
网页文件内容包含到 MIMEMultipart 对象中。
Sendmail() 方法最终完成邮件发送。
确保新功能加入后原有功能不受影响。同时，
由于自动化系统很方便进行相同测试用例的大
量重复，进而可能发现手工测试不易检出的偶
发问题。
改进方向：
本测试系统主要是回归测试，不可能完全
取代手工测试，有些情况下不适合自动化测试 ,
例如探索性测试 , 软件版本很不稳定 , 测试仪
表未提供脚本控制接口等。产品新的功能开发
完成后，一般先经手工测试，所以通常自动测
试比手工测试发现的缺陷要少些，但由于 RF
的可扩展性，我们可以方便地将新测试用例加
入到自动化测试系统里来，不断提高该系统的
测试覆盖率。
由于新关键字易于扩展，随着产品功能
的不断增加，测试用例集合也可以不断地扩充。
由于 RF 的可扩充性，可以在自动化测试系统
中增加新的模块，进一步提高系统的智能，大
大提高测试效率并降低测试工程师重复劳动的
强度。测试人员把精力放在深入理解业务逻辑，
设计新测试用例，再把新用例应用于自动化测
试系统中，进而形成测试工作的良性循环。
定制报告生成后 , 需要发送测试结果 , 邮
件发送模块利用 Python 自带的标准库 ,smtplib,
configparser, email 等。为把数据和业务逻辑
分离 , 通常把邮件服务器地址 , 用户名 , 密码 ,
发件人等写入配置文件 , 在主程序中这些信息
由 configparser 来解析 , 可以把主机名传递给
SMTP 构 造 函 数， 然 后 用 smtplib.SMTP() 创
建一个 smtp 对象 , 用 smtp.login() 进行登录操
作 , 最后用 smtp.sendmail() 发送邮件 , 用 smtp.
quit() 方法关闭连接。
另一方面，可以进一步提高自动化测试
系统的智能，实现对日志文件的分析。测试专
家了解预期测试结果，熟悉日志和缺陷的映射
关系，根据日志可推断可能的错误分支，出错
模块等。本系统拟增加日志分析模块，用于替
代人工判断，利用 Python 强大的文本分析和
正则表达式搜索功能，结合业务知识及测试专
家的经验，对失败的测试用例日志进行分析，
由系统给出日志分析结果。
参考文献
[1]Steven F. Lott.译者:张心韬,兰亮.责
编:陈冀康.Python面向对象编程指南
[M].人民邮电出版社,2016.
ꢀ
Sendmail(sender，recipients，message)
方 法 可 用 于 发 送 电 子 邮 件， 参 数 Sender，
recipients 分别是邮件发送者和接收者地址列
表，从配置文件中读取，参数 Message 是一个
长字符串格式的消息，本模块中将网页形式
的测试报告解析后作为邮件正文发送给接收
方。创建 MIMEMultipart 对象，获取邮件主题
等信息，创建 MIMEText 对象，读取网页文件
内容，再用 MIMEMultipart 对象的 attach，把
作者简介
华剑南（1971-），工学硕士,从事通信测试
及管理工作。
3 结论
作者单位
上海贝尔软件有限公司 上海市 201206
本测试系统主要用于发现已知的缺陷，
电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
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