掌握Selenium Web测试脚本示例从入门到实战提升自动化测试效率的必备指南

一、Selenium简介与环境搭建

1.1 Selenium概述

Selenium是一个强大的开源Web自动化测试框架，它允许测试人员模拟用户在浏览器中的各种交互操作。Selenium主要由三部分组成：

Selenium WebDriver：核心组件，提供了一系列API来控制浏览器进行自动化操作
Selenium Grid：用于分布式测试，可以在多个节点上并行执行测试用例
Selenium IDE：浏览器插件，支持录制和回放用户操作，适合初学者快速入门

1.2 环境搭建

1.2.1 基础组件安装

首先，确保你的系统已安装Python（建议使用3.7+版本）。然后通过pip安装Selenium库：

pip install selenium

1.2.2 浏览器驱动配置

Selenium需要通过浏览器驱动来控制浏览器，根据你使用的浏览器下载对应的驱动：

ChromeDriver：用于Google Chrome浏览器
GeckoDriver：用于Mozilla Firefox浏览器
SafariDriver：用于Safari浏览器（仅限macOS）
EdgeDriver：用于Microsoft Edge浏览器

以Chrome为例，下载与你的Chrome浏览器版本匹配的ChromeDriver，并将其添加到系统PATH环境变量中，或者在代码中指定路径：

from selenium import webdriver from selenium.webdriver.chrome.service import Service # 指定ChromeDriver路径 service = Service(executable_path='/path/to/chromedriver') driver = webdriver.Chrome(service=service)

1.2.3 IDE配置

推荐使用以下IDE进行Selenium脚本开发：

PyCharm：功能强大的Python IDE，提供代码补全和调试功能
Visual Studio Code：轻量级编辑器，通过Python插件支持Selenium开发
Eclipse：通过PyDev插件支持Python开发

二、基础操作与元素定位

2.1 浏览器基本操作

以下是一些常用的浏览器操作方法：

from selenium import webdriver from selenium.webdriver.common.by import By # 创建浏览器实例 driver = webdriver.Chrome() # 打开网页 driver.get("https://www.example.com") # 获取页面标题 print(driver.title) # 获取当前URL print(driver.current_url) # 浏览器前进 driver.forward() # 浏览器后退 driver.back() # 刷新页面 driver.refresh() # 最大化窗口 driver.maximize_window() # 设置窗口大小 driver.set_window_size(1024, 768) # 关闭浏览器 driver.quit() # 关闭所有窗口并退出驱动 # driver.close() # 仅关闭当前窗口

2.2 元素定位方法

Selenium提供了8种元素定位方法，每种方法都有其适用场景：

# 1. ID定位 - 最常用，唯一标识 element = driver.find_element(By.ID, "user_id") # 2. Name定位 - 通过name属性定位 element = driver.find_element(By.NAME, "username") # 3. Class Name定位 - 通过class属性定位 element = driver.find_element(By.CLASS_NAME, "input-field") # 4. Tag Name定位 - 通过HTML标签名定位 element = driver.find_element(By.TAG_NAME, "input") # 5. Link Text定位 - 完整匹配链接文本 element = driver.find_element(By.LINK_TEXT, "登录") # 6. Partial Link Text定位 - 部分匹配链接文本 element = driver.find_element(By.PARTIAL_LINK_TEXT, "登") # 7. CSS选择器定位 - 灵活且高效 element = driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, "#user_id") element = driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, ".input-field") element = driver.find_element(By.CSS_SELECTOR, "input[name='username']") # 8. XPath定位 - 功能最强大，但性能较差 element = driver.find_element(By.XPATH, "//input[@id='user_id']") element = driver.find_element(By.XPATH, "//input[contains(@class, 'input-field')]")

2.3 定位多个元素

当需要定位多个元素时，使用find_elements方法（注意是复数形式）：

# 获取所有链接 links = driver.find_elements(By.TAG_NAME, "a") # 遍历所有链接 for link in links: print(link.text)

三、页面交互与表单操作

3.1 基本交互操作

# 输入文本 input_element = driver.find_element(By.ID, "username") input_element.send_keys("testuser") # 清除输入 input_element.clear() # 点击元素 button = driver.find_element(By.ID, "submit-btn") button.click() # 获取元素文本 text = element.text # 获取元素属性值 value = element.get_attribute("value") href = element.get_attribute("href") # 检查元素状态 is_displayed = element.is_displayed() # 是否可见 is_enabled = element.is_enabled() # 是否可用 is_selected = element.is_selected() # 是否被选中（单选/复选框）

3.2 表单操作四部曲

表单操作是Web自动化测试中最常见的任务，以下是处理表单的完整流程：

from selenium.webdriver.support.ui import Select from selenium.webdriver.common.keys import Keys # 1. 定位表单元素 username_input = driver.find_element(By.ID, "username") password_input = driver.find_element(By.ID, "password") login_button = driver.find_element(By.ID, "login-btn") country_select = driver.find_element(By.ID, "country") remember_checkbox = driver.find_element(By.ID, "remember") # 2. 填写表单 username_input.send_keys("testuser") password_input.send_keys("securepassword") # 3. 处理特殊表单元素 # 下拉框选择 select = Select(country_select) select.select_by_visible_text("中国") # 或通过值选择 # select.select_by_value("cn") # 复选框操作 if not remember_checkbox.is_selected(): remember_checkbox.click() # 4. 提交表单 login_button.click() # 或者使用表单的submit方法 # username_input.submit()

3.3 高级交互操作

from selenium.webdriver.common.action_chains import ActionChains from selenium.webdriver.common.keys import Keys # 鼠标操作 action = ActionChains(driver) # 右键点击 element = driver.find_element(By.ID, "context-menu") action.context_click(element).perform() # 双击 element = driver.find_element(By.ID, "double-click") action.double_click(element).perform() # 拖拽 source = driver.find_element(By.ID, "draggable") target = driver.find_element(By.ID, "droppable") action.drag_and_drop(source, target).perform() # 鼠标悬停 element = driver.find_element(By.ID, "hover-menu") action.move_to_element(element).perform() # 键盘操作 element = driver.find_element(By.ID, "search") # 输入文本后按回车 element.send_keys("selenium" + Keys.ENTER) # 组合键 element.send_keys(Keys.CONTROL, 'a') # 全选 element.send_keys(Keys.CONTROL, 'c') # 复制

四、高级等待策略

4.1 三种等待方式

在Web自动化测试中，等待是确保测试稳定性的关键。Selenium提供了三种等待方式：

4.1.1 强制等待（不推荐）

import time # 强制等待3秒，无论页面是否加载完成 time.sleep(3)

缺点：不够灵活，浪费时间，可能导致测试不稳定。

4.1.2 隐式等待

# 设置全局等待时间，对整个driver生命周期有效 driver.implicitly_wait(10) # 最多等待10秒

优点：简单易用，一次性设置全局生效。缺点：不够灵活，只能等待元素出现，不能等待特定条件。

4.1.3 显式等待（推荐）

from selenium.webdriver.support.ui import WebDriverWait from selenium.webdriver.support import expected_conditions as EC # 等待元素可见，最多等待10秒 element = WebDriverWait(driver, 10).until( EC.visibility_of_element_located((By.ID, "username")) ) # 等待元素可点击 element = WebDriverWait(driver, 10).until( EC.element_to_be_clickable((By.ID, "submit-btn")) ) # 等待元素包含特定文本 WebDriverWait(driver, 10).until( EC.text_to_be_present_in_element((By.ID, "message"), "登录成功") )

4.2 自定义等待条件

# 自定义等待条件示例 def element_has_css_class(driver, locator, css_class): element = driver.find_element(*locator) return css_class in element.get_attribute("class") # 使用自定义条件 try: WebDriverWait(driver, 10).until( lambda d: element_has_css_class(d, (By.ID, "my-element"), "active") ) print("元素具有active类") except TimeoutException: print("等待超时，元素不具有active类")

五、测试框架设计模式

5.1 Page Object模式

Page Object模式是Selenium自动化测试中最常用的设计模式，它将每个页面封装为一个类，页面的元素和操作作为类的方法。

5.1.1 基本实现

from selenium.webdriver.common.by import By class LoginPage: # 页面元素定位器 USERNAME_INPUT = (By.ID, "username") PASSWORD_INPUT = (By.ID, "password") LOGIN_BUTTON = (By.ID, "login-btn") ERROR_MESSAGE = (By.CLASS_NAME, "error-message") def __init__(self, driver): self.driver = driver def open(self): self.driver.get("https://example.com/login") return self def enter_username(self, username): self.driver.find_element(*self.USERNAME_INPUT).send_keys(username) return self def enter_password(self, password): self.driver.find_element(*self.PASSWORD_INPUT).send_keys(password) return self def click_login(self): self.driver.find_element(*self.LOGIN_BUTTON).click() # 根据登录结果返回不同的页面对象 if "error" in self.driver.current_url: return LoginPage(self.driver) else: return HomePage(self.driver) def get_error_message(self): return self.driver.find_element(*self.ERROR_MESSAGE).text def login_with(self, username, password): self.open() .enter_username(username) .enter_password(password) .click_login() return self class HomePage: # 首页元素和方法... pass

5.1.2 使用Page Object模式编写测试

import pytest from pages.login_page import LoginPage def test_successful_login(driver): login_page = LoginPage(driver) home_page = login_page.login_with("standard_user", "secret_sauce") # 验证登录成功 assert "inventory.html" in driver.current_url def test_failed_login(driver): login_page = LoginPage(driver) login_page.login_with("invalid_user", "invalid_password") # 验证错误消息 error_message = login_page.get_error_message() assert "用户名或密码错误" in error_message

5.2 数据驱动测试

数据驱动测试是将测试数据与测试逻辑分离，实现同一测试脚本使用不同数据执行。

5.2.1 使用pytest实现参数化测试

import pytest # 测试数据 test_data = [ ("standard_user", "secret_sauce", True), ("locked_out_user", "secret_sauce", False), ("problem_user", "secret_sauce", True), ("performance_glitch_user", "secret_sauce", True), ("invalid_user", "invalid_password", False) ] @pytest.mark.parametrize("username, password, expected_success", test_data) def test_login_with_different_credentials(driver, username, password, expected_success): login_page = LoginPage(driver) result_page = login_page.login_with(username, password) if expected_success: # 验证登录成功 assert "inventory.html" in driver.current_url else: # 验证登录失败 assert "error" in driver.current_url or "login" in driver.current_url

5.2.2 从外部文件读取测试数据

import json import pytest import os # 从JSON文件读取测试数据 def load_test_data(file_path): with open(file_path, 'r', encoding='utf-8') as f: return json.load(f) # 获取测试数据文件路径 current_dir = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) data_file = os.path.join(current_dir, "test_data", "login_data.json") test_data = load_test_data(data_file) @pytest.mark.parametrize("username, password, expected_success", [(data["username"], data["password"], data["expected_success"]) for data in test_data]) def test_login_with_json_data(driver, username, password, expected_success): login_page = LoginPage(driver) result_page = login_page.login_with(username, password) if expected_success: assert "inventory.html" in driver.current_url else: assert "error" in driver.current_url or "login" in driver.current_url

六、实战案例与最佳实践

6.1 实战案例：电商网站测试流程

下面是一个完整的电商网站测试流程，包括登录、搜索商品、添加到购物车和结账。

import pytest from pages.login_page import LoginPage from pages.home_page import HomePage from pages.product_page import ProductPage from pages.cart_page import CartPage from pages.checkout_page import CheckoutPage @pytest.fixture def login(driver): login_page = LoginPage(driver) home_page = login_page.login_with("standard_user", "secret_sauce") return home_page def test_search_product(login, driver): home_page = login # 搜索商品 search_results = home_page.search("笔记本电脑") # 验证搜索结果 assert len(search_results) > 0 assert all("笔记本" in result.title for result in search_results) # 点击第一个商品 product_page = search_results[0].click() # 验证商品详情页 assert "笔记本电脑" in product_page.get_title() assert product_page.get_price() > 0 # 添加到购物车 cart_page = product_page.add_to_cart() # 验证购物车 cart_items = cart_page.get_cart_items() assert len(cart_items) == 1 assert cart_items[0].name == product_page.get_title() # 结账流程 checkout_page = cart_page.proceed_to_checkout() # 填写结账信息 checkout_page.fill_shipping_info( name="张三", address="北京市海淀区", city="北京", zip_code="100000", card_number="4111111111111111", expiry_date="12/25", cvv="123" ) # 提交订单 order_confirmation = checkout_page.place_order() # 验证订单确认 assert "订单已提交" in order_confirmation.get_confirmation_message() assert order_confirmation.get_order_number() is not None

6.2 最佳实践

6.2.1 十大黄金准则

始终使用显式等待：避免使用time.sleep()，改用WebDriverWait和预期条件
采用Page Object设计模式：提高代码复用性，降低维护成本
定期更新浏览器驱动：确保与浏览器版本匹配，避免兼容性问题
隔离测试环境与数据：每个测试用例应该是独立的，不依赖于其他测试的执行结果
实现失败自动重试机制：对于不稳定的测试，可以配置自动重试
添加适当的断言：验证每个关键步骤的结果是否符合预期
使用日志记录测试过程：便于调试和分析问题
实现测试报告生成：使用HTMLTestRunner、Allure等工具生成可视化报告
避免硬编码：使用配置文件或常量类管理测试数据和URL
保持测试代码简洁：遵循DRY（Don’t Repeat Yourself）原则，避免重复代码

6.2.2 失败重试机制示例

import pytest # 使用pytest的失败重试功能 @pytest.mark.flaky(reruns=3, reruns_delay=2) def test_unstable_feature(driver): # 可能不稳定的测试 pass

6.2.3 日志记录示例

import logging import os import datetime def setup_logger(): # 创建日志目录 log_dir = "logs" if not os.path.exists(log_dir): os.makedirs(log_dir) # 生成日志文件名（包含时间戳） timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S") log_file = os.path.join(log_dir, f"test_{timestamp}.log") # 配置日志 logging.basicConfig( level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(name)s - %(levelname)s - %(message)s', handlers=[ logging.FileHandler(log_file), logging.StreamHandler() ] ) return logging.getLogger(__name__) # 在测试中使用日志 logger = setup_logger() def test_with_logging(driver): logger.info("开始测试登录功能") login_page = LoginPage(driver) login_page.open() logger.info("登录页面已打开") try: home_page = login_page.login_with("standard_user", "secret_sauce") logger.info("登录成功") assert "inventory.html" in driver.current_url except Exception as e: logger.error(f"登录失败: {str(e)}") # 截图保存 screenshot_path = f"screenshots/login_failure_{datetime.datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')}.png" driver.save_screenshot(screenshot_path) logger.error(f"已保存截图: {screenshot_path}") raise

七、性能优化与调试技巧

7.1 性能优化

7.1.1 浏览器性能优化

from selenium import webdriver from selenium.webdriver.chrome.options import Options # 创建Chrome选项 chrome_options = Options() # 无头模式运行（不显示浏览器界面） chrome_options.add_argument("--headless") # 禁用GPU加速 chrome_options.add_argument("--disable-gpu") # 禁用图片加载，提高页面加载速度 prefs = { "profile.managed_default_content_settings.images": 2, "profile.managed_default_content_settings.javascript": 1 } chrome_options.add_experimental_option("prefs", prefs) # 禁用扩展 chrome_options.add_argument("--disable-extensions") # 禁用沙箱 chrome_options.add_argument("--no-sandbox") # 创建浏览器实例 driver = webdriver.Chrome(options=chrome_options)

7.1.2 测试执行优化

# 1. 复用浏览器实例 @pytest.fixture(scope="module") def driver(): options = webdriver.ChromeOptions() driver = webdriver.Chrome(options=options) driver.implicitly_wait(10) yield driver driver.quit() # 2. 并行执行测试 # 在pytest.ini中配置 # [pytest] # addopts = --html=report.html -v -n=auto # -n=auto表示自动检测CPU核心数并并行执行 # 3. 使用会话cookie避免重复登录 @pytest.fixture(scope="module") def authenticated_driver(driver): login_page = LoginPage(driver) home_page = login_page.login_with("standard_user", "secret_sauce") return driver

7.2 调试技巧

7.2.1 截图与页面源码

def take_screenshot(driver, filename): """保存截图""" driver.save_screenshot(filename) def save_page_source(driver, filename): """保存页面源码""" with open(filename, 'w', encoding='utf-8') as f: f.write(driver.page_source) # 在测试失败时自动保存截图和页面源码 @pytest.hookimpl(tryfirst=True, hookwrapper=True) def pytest_runtest_makereport(item, call): outcome = yield rep = outcome.get_result() if rep.when == "call" and rep.failed: driver = item.funcargs.get("driver") if driver: # 创建截图和源码目录 timestamp = datetime.datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S") screenshot_dir = "screenshots" source_dir = "sources" if not os.path.exists(screenshot_dir): os.makedirs(screenshot_dir) if not os.path.exists(source_dir): os.makedirs(source_dir) # 保存截图 screenshot_path = os.path.join(screenshot_dir, f"{item.name}_{timestamp}.png") driver.save_screenshot(screenshot_path) # 保存页面源码 source_path = os.path.join(source_dir, f"{item.name}_{timestamp}.html") with open(source_path, 'w', encoding='utf-8') as f: f.write(driver.page_source) # 将截图路径添加到测试报告中 pytest_html = item.config.pluginmanager.getplugin("html") if pytest_html: extra = getattr(rep, "extra", []) extra.append(pytest_html.extras.image(screenshot_path)) extra.append(pytest_html.extras.text(f"<a href='{source_path}'>页面源码</a>", name="页面源码")) rep.extra = extra

7.2.2 JavaScript执行与调试

def debug_with_js(driver): """使用JavaScript辅助调试""" # 1. 高亮显示元素 element = driver.find_element(By.ID, "submit-btn") driver.execute_script("arguments[0].style.border='3px solid red'", element) # 2. 滚动到元素位置 driver.execute_script("arguments[0].scrollIntoView(true);", element) # 3. 获取元素的计算样式 styles = driver.execute_script(""" var element = arguments[0]; var styles = window.getComputedStyle(element); var result = {}; for (var i = 0; i < styles.length; i++) { var style = styles[i]; result[style] = styles.getPropertyValue(style); } return result; """, element) # 4. 检查元素是否在视口中 is_in_viewport = driver.execute_script(""" var element = arguments[0]; var rect = element.getBoundingClientRect(); return ( rect.top >= 0 && rect.left >= 0 && rect.bottom <= (window.innerHeight || document.documentElement.clientHeight) && rect.right <= (window.innerWidth || document.documentElement.clientWidth) ); """, element) print(f"元素是否在视口中: {is_in_viewport}") # 5. 等待AJAX请求完成 driver.execute_script(""" return (typeof jQuery === 'undefined') || (jQuery.active === 0); """)

八、企业级解决方案

8.1 Selenium Grid分布式测试

Selenium Grid允许我们在多台机器上并行执行测试，大大提高测试效率。

8.1.1 搭建Selenium Grid

# 1. 启动Hub（中心节点） java -jar selenium-server-standalone.jar -role hub # 2. 启动Node（执行节点） java -jar selenium-server-standalone.jar -role node -hub http://hub-ip:4444/grid/register

8.1.2 在代码中使用Selenium Grid

from selenium import webdriver from selenium.webdriver.common.desired_capabilities import DesiredCapabilities # 指定远程WebDriver def create_remote_driver(browser="chrome"): if browser.lower() == "chrome": capabilities = DesiredCapabilities.CHROME elif browser.lower() == "firefox": capabilities = DesiredCapabilities.FIREFOX else: raise ValueError(f"不支持的浏览器: {browser}") # 连接到Selenium Grid Hub driver = webdriver.Remote( command_executor="http://hub-ip:4444/wd/hub", desired_capabilities=capabilities ) return driver # 使用示例 driver = create_remote_driver("chrome") driver.get("https://www.example.com") print(driver.title) driver.quit()

8.2 持续集成与自动化测试

8.2.1 Jenkins集成示例

// Jenkinsfile示例 pipeline { agent any environment { PYTHONPATH = "${WORKSPACE}" } stages { stage('Checkout') { steps { git 'https://github.com/your-repo/selenium-tests.git' } } stage('Setup') { steps { sh 'pip install -r requirements.txt' sh 'pip install pytest pytest-html pytest-xdist' } } stage('Run Tests') { steps { sh 'pytest --html=report.html --self-contained-html -n=auto --reruns=1' } post { always { publishHTML([ allowMissing: false, alwaysLinkToLastBuild: true, keepAll: true, reportDir: '.', reportFiles: 'report.html', reportName: 'Test Report' ]) archiveArtifacts artifacts: 'screenshots/**/*, sources/**/*', allowEmptyArchive: true } } } } post { failure { emailext ( subject: "Selenium测试失败: ${env.JOB_NAME} - ${env.BUILD_NUMBER}", body: """ <p>测试执行失败，请查看<a href="${env.BUILD_URL}">构建详情</a>和<a href="${env.BUILD_URL}Test_20Report/">测试报告</a>。</p> """, to: "team@example.com" ) } } }

8.3 云测试平台集成

除了自建Selenium Grid，还可以使用云测试平台如BrowserStack、Sauce Labs等。

8.3.1 BrowserStack集成示例

import pytest from selenium import webdriver from selenium.webdriver.common.desired_capabilities import DesiredCapabilities @pytest.fixture(params=["chrome", "firefox", "safari"]) def driver(request): """使用BrowserStack创建远程WebDriver""" # 根据参数设置不同的浏览器能力 if request.param == "chrome": capabilities = { "browserName": "chrome", "browserVersion": "latest", "bstack:options": { "os": "Windows", "osVersion": "10", "sessionName": "Chrome Test", "buildName": "Selenium Test Build" } } elif request.param == "firefox": capabilities = { "browserName": "firefox", "browserVersion": "latest", "bstack:options": { "os": "Windows", "osVersion": "10", "sessionName": "Firefox Test", "buildName": "Selenium Test Build" } } elif request.param == "safari": capabilities = { "browserName": "safari", "browserVersion": "latest", "bstack:options": { "os": "OS X", "osVersion": "Big Sur", "sessionName": "Safari Test", "buildName": "Selenium Test Build" } } # 初始化远程WebDriver username = "your_username" access_key = "your_access_key" driver = webdriver.Remote( command_executor=f"https://{username}:{access_key}@hub-cloud.browserstack.com/wd/hub", desired_capabilities=capabilities ) yield driver # 测试结束后设置测试状态 try: # 如果测试失败，将状态标记为failed if hasattr(request.node, 'rep_setup') and request.node.rep_setup.failed: driver.execute_script('browserstack_executor: {"action": "setSessionStatus", "arguments": {"status":"failed", "reason": "Setup failed"}}') elif hasattr(request.node, 'rep_call') and request.node.rep_call.failed: driver.execute_script('browserstack_executor: {"action": "setSessionStatus", "arguments": {"status":"failed", "reason": "Test failed"}}') else: driver.execute_script('browserstack_executor: {"action": "setSessionStatus", "arguments": {"status":"passed", "reason": "Test passed"}}') except Exception as e: print(f"Error setting session status: {str(e)}") finally: driver.quit() # 测试钩子，用于捕获测试结果 @pytest.hookimpl(tryfirst=True, hookwrapper=True) def pytest_runtest_makereport(item, call): outcome = yield rep = outcome.get_result() setattr(item, "rep_" + rep.when, rep)