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测试脚本和数据的解耦
你现在已经掌握了一些基本的 GUI 自动化测试用例的实现方法，是不是正摩拳擦掌准备批量开发 GUI 自动化脚本，把自己从简单、重复的 GUI 界面操作中解放出来呢？但是，你很快就会发现，如果在测试脚本中硬编码（hardcode）测试数据的话，测试脚本灵活性会非常低。而且，对于那些具有相同页面操作，而只是测试输入数据不同的用例来说，就会存在大量重复的代码。举个最简单的例子，上一篇文章中实现的百度搜索的测试用例，当时用例中搜索的关键词是“工作”，假设我们还需要测试搜索关键词是“可乐”和“InfoQ”的场景，如果不做任何处理，那我们就可能需要将之前的代码复制 3 份，每份代码的主体完全一致，只是其中的搜索关键词和断言（Assert）的预期结果不同。
显然，这样的做法是低效的。更糟糕的是，界面有任何的变更需要修改自动化脚本时，你之前复制出来的三个脚本都需要做相应的修改。比如，搜索输入框的名字发生了变化，你就需要修改所有脚本中 findElement 方法的 by.name 属性。而这里只有三个脚本还好，如果有 30 个或者更多的脚本呢，你会发现脚本的维护成本实在是太高了。那么，这种情况应该怎么处理呢？
相信你现在已经想到了，把测试数据和测试脚本分离。也就是说测试脚本只有一份，其中需要输入数据的地方会用变量来代替，然后把测试输入数据单独放在一个文件中。这个存放测试输入数据的文件，通常是表格的形式，也就是最常见的 CSV 文件。
然后，在测试脚本中通过 data provider 去 CSV 文件中读取一行数据，赋值给相应的变量，执行测试用例。接着再去 CSV 文件中读取下一行数据，读取完所有的数据后，测试结束。CSV 文件中有几行数据，测试用例就会被执行几次。具体流程如图 1 所示。
这也就是典型的数据驱动（Data-driven）测试了。
数据驱动很好地解决了大量重复脚本的问题，实现了“测试脚本和数据的解耦”
目前几乎所有成熟的自动化测试工具和框架，都支持数据驱动的测试，而且除了支持 CSV 这种最常见的数据源外，还支持 xls 文件、JSON 文件，YAML 文件，甚至还有直接以数据库中的表作为数据源的，比如 QTP 就支持以数据库中的表作为数据驱动的数据源。
数据驱动测试的数据文件中不仅可以包含测试输入数据，还可以包含测试验证结果数据，甚至可以包含测试逻辑分支的控制变量。 图 1 中的“Result_LoginSuccess_Flag”变量其实就是用户分支控制变量。
数据驱动测试的思想不仅适用于 GUI 测试，还可以用于 API 测试、接口测试、单元测试等。
所以，很多 API 测试工具（比如 SoapUI），以及单元测试框架都支持数据驱动测试，它们往往都是通过 Test Data Provider 模块将外部测试数据源逐条“喂”给测试脚本。
页面对象（Page Object）模型
为了让你了解“页面对象（Page Object）模型”这个概念的来龙去脉，并能够深入理解这个概念的核心思想，我会先从早期的 GUI 自动化测试开始讲起。
早期的 GUI 自动化测试脚本，无论是用开源的 Selenium 开发，还是用商用的 QTP（Quick Test Professional，现在已经改名为 Unified Functional Testing）开发，脚本通常是由一系列的页面控件的顺序操作组成的，如图 2 所示的伪代码展示了一个典型的早期 GUI 测试脚本的结构。
我先来简单介绍一下这个脚本实现的功能。
第 1-4 行，输入用户名和密码并点击“登录”按钮，登录完成后页面将跳转至新页面；第 5 行，在新页面找到“图书”链接，然后点击链接跳转至图书的页面；第 7-10 行，在图书搜索框输入需要查找的书名，点击“搜索”按钮，然后通过 assert 验证搜索结果；第 11-12 行，用户登出。看完这段伪代码，你是不是觉得脚本有点像操作级别的“流水账”，而且可读性也比较差，这主要体现在以下几个方面：
- 第 1-4 行，输入用户名和密码并点击“登录”按钮，登录完成后页面将跳转至新页面；第 5 行，在新页面找到“图书”链接，然后点击链接跳转至图书的页面；第 7-10 行，在图书搜索框输入需要查找的书名，点击“搜索”按钮，然后通过 assert 验证搜索结果；第 11-12 行，用户登出。看完这段伪代码，你是不是觉得脚本有点像操作级别的“流水账”，而且可读性也比较差，这主要体现在以下几个方面：
脚本的可读性差。
- 为了方便你理解，示例中的代码用了比较直观的 findElementByName，你可以很方便地从 name 的取值，比如“username”和“password”，猜出脚本所执行的操作。但在实际代码中，很多元素的定位都会采用 Xpath、ID 等方法，此时你就很难从代码中直观看出到底脚本在操作哪个控件了。也就是说代码的可读性会更差，带来的直接后果就是后期脚本的维护难度增大。有些公司自动化测试脚本的开发和维护是两拨人，脚本开发并调试完以后，开发人员就会把脚本移交给自动化测试执行团队使用并维护，这种情况下脚本的可读性就至关重要了。但即使是同一拨人维护，一段时间后，当时的开发人员也会遗忘某些甚至是大部分的开发步骤。
- 由于脚本的每一行都直接描述各个页面上的元素操作，你很难一眼看出脚本更高层的业务测试流程。
比如图 2 的业务测试流程其实就三大步：用户登录、搜索书籍和用户登出，但是通过阅读代码很难一下看出来。
- 通用步骤会在大量测试脚本中重复出现。
脚本中的某些操作集合在业务上是属于通用步骤，比如上面伪代码的第 1-4 行完成的是用户登录操作，第 11-12 行完成的是用户的登出操作。
这些通用的操作，会在其他测试用例的脚本中被多次重复。无论操作发生变动，还是页面控件的定位发生变化时，都需要同时修改大量的脚本。其实，我上面说到的这四点正是早期 GUI 自动化测试的主要问题，这也是我一直说“开发几个 GUI 自动化测试玩玩会觉得很高效，但是当你开发成百上千个 GUI 自动化测试的时候，你会很痛苦”的本质含义。那怎么解决这个问题呢？你可能已经想到了软件设计中模块化设计的思想。
- 没错，就是利用模块化思想，把一些通用的操作集合打包成一个个名字有意义的函数，然后 GUI 自动化脚本直接去调用这些操作函数来构成整个测试用例，这样 GUI 自动化测试脚本就从原本的“流水账”过渡到了“可重用脚本片段”。
- 解决了脚本可读性差的问题，脚本的逻辑层次也更清晰了；
- 解决了通用步骤会在大量测试脚本中重复出现的问题， 现在操作函数可以被多个测试用例共享，当某个步骤的操作或者界面控件发生变化时，只要一次性修改相关的操作函数就可以了，而不需要去每个测试用例中逐个修改。
- 但是，这样的设计并没有完全解决早期 GUI 自动化测试的主要问题，比如每个操作函数内部的脚本可读性问题依然存在，而且还引入了新的问题，即如何把控操作函数的粒度，以及如何衔接两个操作函数之间的页面。关于这两个新引入的问题，我会在后面的文章中为你详细阐述。我先来跟你聊聊，怎么解决早期 GUI 自动化测试的“可读性差、难以维护”问题。现在，操作函数的内部实现还只是停留在“既有页面元素的定位查找，又有对元素的操作”的阶段，当业务操作本身比较复杂或者需要跨多个页面时，“可读性差、难以维护”的问题就会暴露得更加明显了。
- 有什么更好的办法来解决这个问题吗？答案就是，页面对象（Page Object）模型。
- 页面对象模型的核心理念是，以页面（Web Page 或者 Native App Page）为单位来封装页面上的控件以及控件的部分操作。而测试用例，更确切地说是操作函数，基于页面封装对象来完成具体的界面操作，最典型的模式是“XXXPage.YYYComponent.ZZZOperation”。
基于这个思想，上述用例的伪代码可以进化成如图 4 所示的结构。这里，我只给出了 login 函数的伪代码，建议你按照这种思路，自己去实现一下 search 和 logout 的代码，这样可以帮你更好的体会页面对象模型带来的变化。
通过这样的代码结构，你可以清楚地看到是在什么页面执行什么操作，代码的可读性以及可维护性大幅度提高，也可以更容易地将具体的测试步骤转换成测试脚本。