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深入解析UIAutomatorViewer：Android自动化测试与元素定位工具

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简介：UIAutomatorViewer是Android SDK的一部分，专门用于UI自动化测试和元素分析。它能捕捉设备或模拟器上的UI组件层次结构，并提供元素信息如坐标、大小及XPath等，这对于自动化测试尤其重要。文章详细介绍了UIAutomatorViewer的使用步骤、相对XPath的应用和一些注意事项，以帮助开发者有效进行自动化测试和问题排查。

1. UI Automator Viewer介绍与用途

1.1 UI Automator Viewer的介绍

UI Automator Viewer是Android SDK的一部分，它提供了一个可视化界面用于检查Android应用的UI组件。通过这个工具，开发者可以查看当前设备上运行的应用的UI元素层次结构，获取它们的属性，从而帮助理解应用的界面布局和功能。

1.2 UI Automator Viewer的用途

该工具主要用于UI自动化测试，开发者可以使用它来识别界面元素，提取元素坐标，大小，以及它们之间的层级关系。这些信息对于创建自动化测试脚本至关重要，可以帮助定位界面元素，确保自动化测试的准确性和效率。此外，UI Automator Viewer也可以在开发和调试过程中提供帮助，特别是在处理复杂的布局和动态内容时。

2. 安装与启动UI Automator Viewer

2.1 UI Automator Viewer的安装步骤

2.1.1 安装Android SDK Platform-Tools

安装UI Automator Viewer的第一步是确保你的开发环境中安装了Android SDK Platform-Tools。这一步骤对于开发人员来说是基础，因为它包含了各种工具，比如ADB（Android Debug Bridge）和UI Automator Viewer。以下是安装平台工具的步骤：

  1. 前往Android开发者官方网站下载最新的SDK Platform-Tools。
  2. 解压缩下载的文件到你的计算机上选择的目录。
  3. 添加解压后的目录路径到你的环境变量PATH中。这样做可以在任何目录下使用命令行来访问ADB和UI Automator Viewer。 例如，在Windows系统中，你可以通过“控制面板”->“系统和安全”->“系统”->“高级系统设置”->“环境变量”来编辑PATH变量，将新的路径添加到系统变量中。

2.1.2 验证UI Automator Viewer工具

一旦你安装了Android SDK Platform-Tools，需要验证是否可以成功访问UI Automator Viewer工具。可以通过在命令行窗口执行以下命令来完成验证： 

uiautomatorviewer

执行此命令后，如果看到一个窗口出现，那么UI Automator Viewer已经正确安装。如果没有出现窗口，你可能需要确保ADB已经安装并且环境变量配置正确。

2.2 启动UI Automator Viewer的方法

2.2.1 通过Android Studio启动

UI Automator Viewer也可以通过Android Studio来启动，这是Android应用开发和测试的集成开发环境。以下是通过Android Studio启动UI Automator Viewer的步骤：

  1. 打开Android Studio。
  2. 在菜单栏中找到 "Tools" 选项，然后选择 "Android" -> "uiautomatorviewer"。
  3. 与命令行启动相似，如果一切配置正确，UI Automator Viewer将启动，并显示其界面。

这种方法使得开发人员可以更方便地在编写代码和查看UI元素之间切换，因为它可以和Android Studio集成使用。

2.2.2 使用命令行启动UI Automator Viewer

对于习惯于使用命令行的用户，你可以通过简单的命令来启动UI Automator Viewer。这可以在任何有平台工具安装的终端或命令提示符窗口中完成。以下是使用命令行启动UI Automator Viewer的步骤：

  1. 打开一个命令行窗口（在Windows上是CMD或PowerShell，在macOS或Linux上是Terminal）。
  2. 输入命令 uiautomatorviewer 并按回车键。
  3. UI Automator Viewer会启动，并显示其图形用户界面。

这种方法简单直接，尤其适合需要快速查看UI元素的场景。用户不需要离开他们的代码编辑器界面，即可查看和分析正在运行的应用程序的UI结构。

| 方式 | 描述 | |------------|--------------------------------------------------------------| | Android Studio | 通过集成开发环境启动，更直观，适合代码与UI查看频繁切换的场景 | | 命令行 | 直接通过命令行启动，适合熟悉命令操作的开发者 |

以上表格概括了通过Android Studio和命令行启动UI Automator Viewer的差异，帮助读者根据不同的使用习惯选择合适的启动方式。

3. 连接Android设备和捕获屏幕快照

3.1 设置USB调试和连接Android设备

在深入探讨如何捕获屏幕快照之前，确保你的Android设备已经准备好进行调试。此步骤对于任何需要与Android设备交互的开发或测试工作至关重要，包括使用UI Automator Viewer。

3.1.1 启用设备的开发者选项

首先，你需要在Android设备上启用“开发者选项”。这通常涉及到以下步骤：

  1. 打开设备的“设置”应用。
  2. 进入“关于手机”或“关于平板电脑”部分。
  3. 连续点击“构建号”几次（通常需要点击七次），直到你看到提示说“您现在是开发者！”。

完成以上步骤后，“开发者选项”将会出现在“设置”的菜单中。开发者选项允许你进行诸如启用USB调试、限制后台进程等高级配置。

3.1.2 使用USB线连接设备到计算机

有了开发者选项后，接下来是通过USB线将Android设备连接到计算机：

  1. 使用USB线将你的Android设备连接到计算机。
  2. 在设备上，你应该会看到一个对话框询问你是否允许USB调试。
  3. 点击“确定”以授予计算机调试权限。
  4. 现在，回到计算机上，你可以通过Android Studio或者命令行来识别你的设备。

确保已经安装了所有必要的驱动程序，并且你的Android设备已被计算机识别。在Windows系统上，可能需要额外安装相应的USB驱动程序，而在Mac或Linux上通常不需要特别的驱动程序。

3.2 捕获屏幕快照的技巧

捕获屏幕快照是在测试和调试过程中非常实用的技能。通过屏幕快照，你可以记录当前屏幕的图像，这对于故障排除、记录UI状态和分享当前应用界面与团队成员非常有帮助。

3.2.1 使用快捷键捕获当前屏幕

在Android设备上，你可以使用简单的快捷键组合来捕获屏幕快照。通常这个快捷键组合是同时按住“电源”键和“音量减小”键。当屏幕闪烁时，表示快照已被保存到设备上。

3.2.2 使用菜单选项进行高级截图

如果你希望通过电脑来捕获Android设备的屏幕快照，你可以使用一些高级的工具，比如Android Debug Bridge (adb)。当设备通过USB线连接到电脑并处于USB调试模式时，可以使用以下adb命令来捕获屏幕快照： 

adb exec-out screencap -p > screenshot.png

以上命令会将屏幕快照保存到当前目录下的 

 screenshot.png

文件中。使用这种方式，你可以轻松地将多个截图保存到电脑上进行进一步的分析或记录。

此方法也特别适用于在自动化测试脚本中捕获屏幕快照，因为可以将截图作为测试结果的一部分。 

adb shell /system/bin/screencap -p /sdcard/screenshot.png
adb pull /sdcard/screenshot.png

此外，一些第三方的Android设备管理工具也提供高级截图功能，包括滚动截图和定时截图等。

下一章节将继续探讨使用UI Automator Viewer查看和解析Android应用的视图层次结构，这将帮助你理解如何在UI自动化测试中应用这些屏幕快照。

4. 查看和解析视图层次结构

4.1 理解视图层次结构的重要性

4.1.1 视图层次结构在UI测试中的作用

视图层次结构是Android应用UI的骨架，由树状结构的视图元素组成，这些元素包含了如按钮、文本框等控件的信息。掌握视图层次结构对于理解应用的UI布局至关重要。在UI自动化测试过程中，能够准确定位到特定的UI元素是至关重要的。视图层次结构提供了一种层级方式去访问和操作UI组件，使得自动化脚本可以模拟用户交互，如点击、滑动等。

通过理解视图层次结构，测试工程师可以更有效地对应用进行自动化测试，检查UI的正确性、布局的合理性以及功能的可用性。同时，视图层次结构的信息对于调试自动化测试脚本中出现的问题也十分关键。

4.1.2 视图属性和元素关系的解析

在视图层次结构中，每个视图元素都拥有自己的属性，比如id、文本内容、类名、包名等，这些属性可以用于在自动化测试中定位元素。此外，视图元素之间存在的父子、兄弟关系也会影响到元素的查找和定位策略。理解这些关系有助于我们编写更加稳定和高效的自动化脚本。

在UI测试中，一个视图元素可能因为其父元素或周围元素的变化而发生改变，比如响应屏幕旋转时，布局可能会发生重排。因此，分析元素间的关系能够帮助测试工程师编写出更鲁棒的测试用例，确保在各种条件下都能准确定位到目标元素。

4.2 使用UI Automator Viewer分析视图层次

4.2.1 查看和分析视图组件

UI Automator Viewer工具是分析Android应用视图层次结构的利器。它不仅提供了可视化的视图层次树，还能显示每个视图组件的详细属性。首先，我们需要使用Android Debug Bridge (adb) 工具或者Android Studio连接到设备，并启动一个特定的Activity。

连接成功后，启动UI Automator Viewer，你将会看到一个包含了设备屏幕上所有可见视图组件树状结构的界面。每个节点代表一个视图组件，你可以点击这些节点查看它们的属性和状态信息。此外，UI Automator Viewer还允许你保存当前设备屏幕的截图，以便进一步分析和讨论。

4.2.2 寻找视图层次结构中的关键信息

在分析视图层次结构时，查找关键信息是识别元素和理解其在层次中位置的必要步骤。例如，确定一个按钮的id和包名可以帮助我们编写自动化脚本时准确地定位到这个按钮。使用UI Automator Viewer时，可以通过过滤器功能快速地找到具有特定属性的视图元素。

在查看视图组件时，特别关注那些对于自动化测试来说非常关键的属性，如id、resource-id、content-desc（内容描述）、text（文本）等。这些属性将帮助测试工程师编写稳定和可靠的自动化测试用例，同时也能在遇到动态内容时，提供关键的信息点来定位UI元素。 

// 示例代码，展示如何使用UI Automator API获取设备当前屏幕截图
File image = new UiDevice().takeScreenshot();
// 将截图保存到指定位置
image.save("path/to/save/screenshot.png", ***pressFormat.PNG, 100);

上述代码块展示了如何使用 

 UiDevice

类的 

 takeScreenshot

方法获取当前设备屏幕的截图。然后代码中保存了截图，使用PNG格式并设置了压缩质量为100%。这个功能可以在UI Automator Viewer中通过界面操作实现，也可通过编程方式调用API实现。

理解视图层次结构和使用UI Automator Viewer工具可以极大地提高UI自动化测试的效率和准确性。下一节我们将学习如何获取UI元素的坐标和大小，这对于精确操作UI组件是非常重要的。

5. 获取元素坐标和大小

5.1 学习获取UI元素坐标的方法

5.1.1 坐标的作用和获取途径

在UI自动化测试中，元素的坐标是定位元素的基础。通过获取UI元素的坐标，测试脚本能够精确地模拟用户的点击、滑动等交互操作。坐标通常由x（水平位置）和y（垂直位置）两个数值组成，有时还会包括元素的宽度（width）和高度（height），这些信息对于模拟精确的交互尤为重要。

获取元素坐标的途径多种多样，可以通过开发者工具直接查看，也可以使用UI Automator Viewer这样的工具进行捕获。此外，一些自动化框架提供了API来获取这些属性。无论采用何种方式，获取准确的坐标信息都是自动化测试的关键步骤之一。

5.1.2 使用UI Automator Viewer获取坐标

要使用UI Automator Viewer获取UI元素的坐标，首先需要确保你的设备已经连接到电脑，并且已经开启了USB调试模式。以下步骤展示了如何操作：

  1. 启动UI Automator Viewer，具体方法已在第二章中介绍。
  2. 确保目标设备已经连接并且被正确识别。
  3. 在UI Automator Viewer界面中，点击左上角的绿色设备图标。
  4. 点击“Device Screenshot”区域，会出现一个新的窗口展示当前设备的屏幕截图。
  5. 在截图上移动鼠标，UI Automator Viewer会显示当前鼠标位置的坐标，如果鼠标悬停在某个UI元素上，则会显示该元素的坐标。

这样，你就可以得到你所需要操作的UI元素的坐标信息，进而用于编写自动化测试脚本。 

// 示例代码：使用UI Automator获取屏幕上的元素坐标
// 注意：以下代码需要在具有UI Automator框架支持的测试环境中执行
UiDevice myDevice = UiDevice.getInstance(InstrumentationRegistry.getInstrumentation());
UiObject element = myDevice.findObject(new UiSelector().text("Login"));
// 获取元素坐标
int[] location = element.getLocation();

5.2 掌握获取UI元素尺寸的技术

5.2.1 元素尺寸在自动化测试中的重要性

元素的尺寸，即元素的宽度和高度，对于自动化测试同样重要。它不仅帮助确定元素的可视区域大小，还能帮助测试脚本决定在进行点击等操作时的点击范围，从而提高自动化脚本的稳定性和准确性。

在某些情况下，元素的尺寸还能够帮助测试人员判断元素是否加载完成，是否可进行下一步操作。例如，如果一个按钮元素的尺寸为零，那么可能说明它还未从网络加载完毕。

5.2.2 使用UI Automator Viewer测量尺寸

使用UI Automator Viewer不仅可以获取元素的坐标，还可以测量元素的尺寸。以下是使用UI Automator Viewer测量UI元素尺寸的步骤：

  1. 启动UI Automator Viewer并连接设备，参考第二章。
  2. 在"Device Screenshot"窗口中，点击你想要测量的元素。
  3. UI Automator Viewer会在右侧的属性窗口中显示所选元素的详细信息，包括其尺寸。
  4. 尺寸信息通常以像素为单位显示，其中x表示元素的起始水平位置，y表示元素的起始垂直位置，width表示元素的宽度，height表示元素的高度。

这些尺寸信息可以被自动化测试框架中的脚本使用，例如Appium或者Android UI Automator测试框架，从而允许测试脚本模拟对这些元素的交互操作。 

// 示例代码：使用UI Automator获取元素尺寸
// 注意：以下代码需要在具有UI Automator框架支持的测试环境中执行
UiObject element = myDevice.findObject(new UiSelector().className("android.widget.Button"));
// 获取元素尺寸
int[] size = element.getSize();
int width = size[0];
int height = size[1];

通过本章节的介绍，我们已经了解了获取UI元素坐标和尺寸的方法，并学习了如何使用UI Automator Viewer进行这些操作。接下来，我们将进一步深入学习相对XPath的构建和优化，以及它在自动化测试、调试和性能优化中的应用。

6. 构建相对XPath以定位UI元素

6.1 XPath定位UI元素的原理

XPath是一种在XML文档中查找信息的语言，同样适用于Android的UI元素定位。它能够通过定义元素的路径来定位页面中的特定组件。

6.1.1 XPath语法和基本表达式

XPath使用路径表达式来定位XML文档中的节点或节点集。基本的XPath表达式包括元素选择和属性测试，例如 

 //tagname

代表所有名为 

 tagname

的元素， 

 //tagname[@attribute='value']

则进一步限制只选择属性 

 attribute

值为 

 value

的 

 tagname

元素。

6.1.2 相对XPath与绝对XPath的区别

在定位UI元素时，我们需要区分相对XPath和绝对XPath的概念。相对XPath以简短和灵活著称，只包含足够的信息来定位特定元素，例如 

 //Button[@text='Submit']

。相对XPath更不易受布局更改的影响，因而推荐在自动化测试中使用。相反，绝对XPath提供了完整的路径，但它对任何UI布局的变化都非常敏感，容易导致定位失败。

6.2 实践中构建和优化XPath表达式

在实际应用中，构建有效的XPath表达式需要精确同时保持灵活性，以便适应动态变化的UI。

6.2.1 构建有效的相对XPath表达式

为了构建有效的相对XPath表达式，可以使用如属性值、文本内容、类名等信息。例如，如果你知道按钮的文本内容，可以使用 

 //Button[text()='Sign Up']

。当元素包含独特的文本或ID属性时，这尤其有用。但注意避免使用可能频繁更改的属性。

6.2.2 避免过度具体化XPath的策略

构建XPath时应避免过度具体化，以增强表达式的可维护性和鲁棒性。一个策略是使用包含多个条件的XPath表达式，这样即使部分条件发生变化，只要关键的条件保持不变，表达式仍然有效。例如， 

 //Button[@resource-id='com.example:id/btnsubmit' or @text='Submit']

同时使用资源ID和文本内容进行定位，即使资源ID改变，文本内容仍可作为备选定位条件。

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简介：UIAutomatorViewer是Android SDK的一部分，专门用于UI自动化测试和元素分析。它能捕捉设备或模拟器上的UI组件层次结构，并提供元素信息如坐标、大小及XPath等，这对于自动化测试尤其重要。文章详细介绍了UIAutomatorViewer的使用步骤、相对XPath的应用和一些注意事项，以帮助开发者有效进行自动化测试和问题排查。

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本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_29781865/article/details/143269279
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