自動化測試 —— Pytest fixture及conftest詳解

程序员潇潇發表於2024-04-01

前言

fixture是在測試函式執行前後，由pytest執行的外殼函式。fixture中的程式碼可以定製，滿足多變的測試需求，包括定義傳入測試中的資料集、配置測試前系統的初始狀態、為批次測試提供資料來源等等。fixture是pytest的精髓所在，類似unittest中setup/teardown，但是比它們要強大、靈活很多，它的優勢是可以跨檔案共享。

一、Pytest fixture

1.pytest fixture幾個關鍵特性

  • 有獨立的命名，並透過宣告它們從測試函式、模組、類或整個專案中的使用來啟用
  • 按模組化的方式實現，每個fixture都可以互相呼叫
  • fixture可以實現unittest不能實現的功能，比如unittest中的測試用例和測試用例之間是無法傳遞引數和資料的，但是fixture卻可以解決這個問題
  • fixture的範圍從簡單的單元擴充套件到複雜的功能測試，允許根據配置和元件選項對fixture和測試用例進行引數化

2.Pytest fixture定義

  • 定義fixture跟定義普通函式差不多，唯一區別就是在函式上加個裝飾器@pytest.fixture()，fixture命名不要用test_開頭，跟用例區分開。用例才是test_開頭的命名；
  • fixture裝飾器裡的scope有四個級別的引數：function（不寫預設這個）、class、module、session；
  • fixture可以有返回值，如果沒有return，預設會是None；用例呼叫fixture的返回值，就是直接把fixture的函式名稱作為引數傳入；
  • fixture可以返回一個元組、列表或字典；
  • 測試用例可傳單個、多個fixture引數；
  • fixture與fixture間可相互呼叫；

3.Pytest fixture用法

1）用法一：作為引數使用

fixture的名字直接作為測試用例的引數，用例呼叫fixture的返回值，直接將fixture的函式名稱當做變數名稱；如果用例需要用到多個fixture的返回資料，fixture也可以返回一個元祖，list或字典，然後從裡面取出對應資料。

① 將fixture函式作為引數傳遞給測試用例

@pytest.fixture()
def login():
    print("this is login fixture")
    user = "chen"
    pwd = 123456
    return user, pwd

def test_login(login):
    """將fixture修飾的login函式作為引數傳遞給本用例"""
    print(login)
    assert login[0] == "chen"
    assert login[1] == 123456
    assert "chen" in str(login)

② 同一個用例中傳入多個fixture函式

@pytest.fixture()
def user():
    user = "cris"
    return user

@pytest.fixture()
def pwd():
    pwd = "123456"
    return pwd

def test_trans_fixture(user, pwd):
    """同一條用例中傳入多個fixture函式"""
    print(user, pwd)
    assert "cris" in str(user)
    assert pwd == "123456"

③ fixture函式之間的相互傳遞

@pytest.fixture()
def user2():
    user = "cris"
    return user

@pytest.fixture()
def login_info(user2):
    """fixture與fixture函式之間的相互傳遞"""
    pwd = "e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e"
    return user2, pwd

def test_assert_login_info(login_info):
    print(login_info)
    print(type(login_info))
    assert login_info[0] == "cris"
    assert login_info[1] == "e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e"

2）用法二：提供靈活的類似setup和teardown功能

Pytest的fixture另一個強大的功能就是在函式執行前後增加操作，類似setup和teardown操作，但是比setup和teardown的操作更加靈活；具體使用方式是同樣定義一個函式，然後用裝飾器標記為fixture，然後在此函式中使用一個yield語句，yield語句之前的就會在測試用例之前使用，yield之後的語句就會在測試用例執行完成之後再執行。

@pytest.fixture()
def run_function():
    print("run before function...")
    yield
    print("run after function...")

def test_run_1(run_function):
    print("case 1")

def test_run_2():
    print("case 2")

def test_run_3(run_function):
    print("case 3")

執行結果如下：

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常見的應用場景：@pytest.fixture可以用在selenium中測試用例執行前後開啟、關閉瀏覽器的操作：

@pytest.fixture()
def fixture_driver():
    driver = webdriver.Chrome()
    yield driver
    driver.quit()

def test_baidu(fixture_driver):
    driver = fixture_driver
    driver.get("http://www.baidu.com")
    driver.find_element_by_id('kw').send_keys("python fixture")
    driver.find_element_by_id('su').click()

3）用法三：利用pytest.mark.usefixtures疊加呼叫多個fixture

如果一個方法或者一個class用例想要同時呼叫多個fixture，可以使用@pytest.mark.usefixtures()進行疊加。注意疊加順序，① 與直接傳入fixture不同的是，@pytest.mark.usefixtures無法獲取到被fixture裝飾的函式的返回值；

② @pytest.mark.usefixtures的使用場景是：被測試函式需要多個fixture做前後置工作時使用；

@pytest.fixture
def func_1():
    print("用例前置操作---1")
    yield
    print("用例後置操作---1")

@pytest.fixture
def func_2():
    print("用例前置操作---2")
    yield
    print("用例後置操作---2")

@pytest.fixture
def func_3():
    print("用例前置操作---3")
    yield
    print("用例後置操作---3")

@pytest.mark.usefixtures("func_3")  # 最後執行func_3
@pytest.mark.usefixtures("func_2")  # 再執行func_1
@pytest.mark.usefixtures("func_1")  # 先執行func_1
def test_func():
    print("這是測試用例")

執行結果：

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4）用法四：fixture自動使用autouse=True

當用例很多的時候，每次都傳這個引數，會很麻煩。fixture裡面有個引數autouse，預設是False沒開啟的，可以設定為True開啟自動使用fixture功能，這樣用例就不用每次都去傳參了，autouse設定為True，自動呼叫fixture功能。所有用例都會生效，包括類中的測試用例和類以外的測試用例。

@pytest.fixture(autouse=True, scope="function")
def func_auto():
    """autouse為True時，會作用於每一條用例"""
    print("\n---用例前置操作---")
    yield
    print("---用例後置操作---")

# func_auto函式的autouse=True時，無論是否使用usefixtures引用func_auto，都會執行func_auto
@pytest.mark.usefixtures("func_auto")
def test_01():
    print("case 1")

def test_02():
    print("case 2")

class Test:
    def test_03(self):
        print("case 3")

執行結果：

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4.Pytest fixture四種作用域

fixture(scope='function'，params=None，autouse=False，ids=None，name=None)

fixture裡面有個

  • function：每一個函式或方法都會呼叫
  • class：每一個類呼叫一次，一個類中可以有多個方法
  • module：每一個.py檔案呼叫一次，該檔案內又有多個function和class
  • session：多個檔案呼叫一次，可以跨.py檔案呼叫（通常這個級別會結合conftest.py檔案使用）

1）function級別

function預設模式為@pytest.fixture() 函式級別，即scope="function"，scope可以不寫。每一個函式或方法都會呼叫，每個測試用例執行前都會執行一次function級別的fixture。

# @pytest.fixture(scope="function")等價於@pytest.fixture()
@pytest.fixture(scope="function")
def func_auto():
    """用例級別fixture，作用域單個用例"""
    print("\n---function級別的用例前置操作---")
    yield
    print("---function級別的用例後置操作---")

# test_01會引用func_auto函式，test_02沒有用修飾器修飾，故不會引用
def test_func_auto_fixture_1(func_auto):
    print("func 1 print")

def test_func_auto_fixture_2():
    print("func 2 print")

2）class級別

fixture的scope值還可以是class，此時則fixture定義的動作就會在測試類class的所有用例之前和之後執行，需注意：測試類中只要有一個測試用例的引數中使用了class級別的fixture，則在整個測試類的所有測試用例都會呼叫fixture函式

① 用例類中的測試用例呼叫fixture

執行fixture定義的動作，以及此測試類的所有用例結束後同樣要執行fixture指定的動作

@pytest.fixture(scope="class")
def class_auto():
    """類級別fixture，作用域整個類"""
    print("\n---class級別的用例前置操作---")
    yield
    print("---class級別的用例後置操作---")

class TestClassAutoFixture:
    # class級別的fixture任意一個用例引用即可
    def test_class_auto_fixture_1(self, class_auto):
        print("class 1 print")

    def test_class_auto_fixture_2(self):
        print("class 1 print")

測試類中的第1條測試用例引用了fixture修飾的函式，則整個測試類的所有測試用例都會執行fixture函式的前置操作，在所有用例執行完成後，都會執行fixture函式的後置操作。

② 用例類外的測試用例呼叫fixture

如果在類外的函式中去使用class級別的fixture，則此時在測試類外每個測試用例中，fixture跟function級別的fixture作用是一致的，即def test_class_auto_fixture(class_auto): print("class 1 print")

如下圖所示，測試類外的函式引用了class級別的fixture，則它的作用會等同於function級別的fixture，執行結果如下：

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3）module級別

在Python中module即.py檔案，當fixture定義為module時，則此fixture將在當前檔案中起作用。這裡需要特別說明的是，當fixture的scope定義為module時，只要當前檔案中有一個測試用例使用了fixture，不管這個用例是在類外，還是在類中，都會在當前檔案（模組）的所有測試用例執行之前去執行fixture定義的行為以及當前檔案的所有用例結束之後同樣去執行fixture定義的對應操作。

@pytest.fixture(scope="module")
def module_auto():
    """作用於整個py檔案"""
    print("\n---module級別的用例前置操作---")
    yield
    print("---module級別的用例後置操作---")
    
# 測試類外和測試類內的函式方法都呼叫了module級別的fixture，但整個py檔案只會生效一次fixture。
def test_module_scope_out_class(module_auto):
    print("case scope 01")
    
class TestScope1:
    def test_scope_01(self):
        print("case scope 01")

    def test_scope_02(self, module_auto):
        print("case scope 02")

    def test_scope_03(self):
        print("case scope 03")

若類中的方法分別呼叫了class級別的fixture和module級別的fixture，則會兩個fixture都生效：

# 順序在前面fixture會先執行
def test_scope_01(self, module_auto, class_auto): 
    print("case scope 01")

若類中的方法同時呼叫了function級別、class級別、module級別的fixture，則3種fixture會同時生效：

# 順序在前面fixture會先執行
def test_scope_02(self, module_auto, class_auto, func_auto):  
    print("case scope 02")

4）session級別(使用conftest.py共享fixture)

當fixture的scope定義為session時，是指在當前目錄下的所有用例之前和之後執行fixture對應的操作

fixture為session級別是可以跨.py模組呼叫的，也就是當我們有多個.py檔案的用例的時候，如果多個用例只需呼叫一次fixture，那就可以設定為scope="session"，並且寫到conftest.py檔案裡

使用方式：

① 定義測試用例檔案

② 在指定目錄下建立conftest.py（固定命名，不可修改）檔案，然後在conftest.py檔案中定義fixture方法，將scope指定為session，此時在當前目錄下只要有一個用例使用了此fixture，則就會在當前目錄下所有用例之前和之後會執行fixture定義的對應的操作。

@pytest.fixture(scope="session", )
def session_auto():
    """session級別的fixture,針對該目錄下的所有用例都生效"""
    print("\n---session級別的用例前置操作---")
    yield
    print("---session級別的用例後置操作---")

定義了session級別的fixture，存放於該用例檔案的同一個目錄下的conftest.py檔案中，該目錄下的任一用例檔案中的任一測試用例，引用了這個session級別的fixture，則這個session級別的fixture會針對這整個用例檔案會生效。若存放在根目錄下，則針對整個工程的所有用例都會生效。

class TestSessionAutoFixture:
    # session級別的fixture任意一個用例引用即可
    def test_session_auto_fixture_1(self, session_auto):
        print("session 1 print")

    def test_session_auto_fixture_2(self):
        print("session 1 print")


def test_session_auto_fixture():
    print("session 1 print")

執行結果如下：

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5.Pytest fixture其他引數用法

1）ids引數-修改用例結果名稱

@pytest.mark.parametrize() 還提供了第三個 ids 引數來自定義顯示結果。

stars = ["劉德華", "張學友", "黎明", "郭富城"]
# 利用列表生成式生成一個用例名稱的列表
ids = [f"test-case-{d}" for d in range(len(stars))]

@pytest.mark.parametrize("name", stars, ids=ids)
def test_multi_param(name):
    print(f"my name is {name}")

注：ids生成的用例名稱數量一定要和用例數量一致，否則會報錯，執行結果如下：

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2）name引數-重新命名fixture函式名稱

@pytest.fixture(name="rename_get_user_info")
def get_user_info():
    user_name = "周潤發"
    print(user_name)

# 此處需傳入重新命名後的fixture函式名
@pytest.mark.usefixtures("rename_get_user_info")
def test_parametrize_by_use_fixtures():
    """透過usefixtures裝飾器傳入fixture"""
    print(f"test parametrize use fixtures")
    
def test_parametrize_by_fixture_name(rename_get_user_info):
    """將fixture函式名作為形參傳入"""
    print(f"test parametrize use fixtures")

3）params引數-提供返回值供測試函式呼叫

示例一

@pytest.fixture(params=[{"name": "周潤發"}, {"age": 61}, {"height": 183}])
def fix_func(request):  # request為內建fixture
    # 使用request.param作為返回值供測試函式呼叫，params的引數列表中包含了做少元素，該fixture就會被呼叫幾次，分別作用在每個測試函式上
    return request.param  # request.param為固定寫法

def test_fix_func(fix_func):
    print(f"fixture函式fix_func的返回值為：{fix_func}")
    
    """列印結果如下：
    fixture函式fix_func的返回值為：{'name': '周潤發'}
    fixture函式fix_func的返回值為：{'age': 61}
    fixture函式fix_func的返回值為：{'height': 183}
    """

示例二

params = [
    {"case_id": 1, "case_title": "驗證正常新增車輛", "car_name": "蘇C99688", "car_type": 1, "origin": 1, "expected": "200"},
    {"case_id": 2, "case_title": "驗證新增重複車輛", "car_name": "蘇C99688", "car_type": 1, "origin": 1, "expected": "500"},
    {"case_id": 3, "case_title": "驗證車牌號為空", "car_name": "", "car_type": 2, "origin": 1, "expected": "500"}]

@pytest.fixture(params=params)
def add_car_params(request):
    return request.param

def test_add_car(add_car_params):
    print(f"{add_car_params['case_id']}-{add_car_params['case_title']}-{add_car_params['car_name']}")
    
    """
    執行結果如下：
    1-驗證正常新增車輛-蘇C99688
    2-驗證新增重複車輛-蘇C99688
    3-驗證車牌號為空-
    """

6.內建fixture

1）tmpdir和tmpdir_factory

內建的tmpdir和tmpdir_factory負責在測試開始執行前建立臨時檔案目錄，並在測試結束後刪除。如果測試程式碼要對檔案進行讀/寫操作，那麼可以使用tmpdir或tmpdir_factory來建立檔案或目錄。單個測試使用tmpdir，多個測試使用tmpdir_factory。tmpdir的作用範圍是函式級別，tmpdir_factory的作用範圍是會話級別。

def test_tmpdir(tmpdir):
    # tmpdir already has a path name associated with it
    # join() extends the path to include a filename
    # the file is created when it's written to
    a_file = tmpdir.join('something.txt')

    # you can create directories
    a_sub_dir = tmpdir.mkdir('anything')

    # you can create files in directories (created when written)
    another_file = a_sub_dir.join('something_else.txt')

    # this write creates 'something.txt'
    a_file.write('contents may settle during shipping')

    # this write creates 'anything/something_else.txt'
    another_file.write('something different')

    # you can read the files as well
    assert a_file.read() == 'contents may settle during shipping'
    assert another_file.read() == 'something different'


def test_tmpdir_factory(tmpdir_factory):
    # you should start with making a directory
    # a_dir acts like the object returned from the tmpdir fixture
    a_dir = tmpdir_factory.mktemp('mydir')

    # base_temp will be the parent dir of 'mydir'
    # you don't have to use getbasetemp()
    # using it here just to show that it's available
    base_temp = tmpdir_factory.getbasetemp()
    print('base:', base_temp)

    # the rest of this test looks the same as the 'test_tmpdir()'
    # example except I'm using a_dir instead of tmpdir

    a_file = a_dir.join('something.txt')
    a_sub_dir = a_dir.mkdir('anything')
    another_file = a_sub_dir.join('something_else.txt')

    a_file.write('contents may settle during shipping')
    another_file.write('something different')

    assert a_file.read() == 'contents may settle during shipping'
    assert another_file.read() == 'something different'

2）pytestconfig

內建的pytestconfig可以透過命令列引數、選項、配置檔案、外掛、執行目錄等方式來控制pytest。pytestconfig是request.config的快捷方式，它在pytest文件裡有時候被稱為“pytest配置物件”。

要理解pytestconfig如何工作，可以新增一個自定義的命令列選項，然後在測試中讀取該選項。

def pytest_addoption(parser):
    """"新增一個命令列選項"""
    parser.addoption(
        "--env", default="test", choices=["dev", "test", "pre"], help="enviroment parameter")

以pytest_addoption新增的命令列選項必須透過外掛來實現，或者在專案頂層目錄的conftest.py檔案中完成。它所在的conftest.py不能處於測試子目錄下。

上述是一個傳入測試環境的命令列選項，接下來可以在測試用例中使用這些選項。

def test_option(pytestconfig):
    print('the current environment is:', pytestconfig.getoption('env'))
# 執行測試
pytest -s -q test_config.py::test_option

由於前面的pytest_addoption中定義的env的預設引數是test，所以透過pytestconfig.getoption獲取到的env的值就是test：

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3）其他內建fixture

  • cache：作用是儲存一段測試會話的資訊，在下一段測試會話中使用；
  • capsys：capsys 有兩個功能：允許使用程式碼讀取 stdout 和 stderr；可以臨時禁制抓取日誌輸出；
  • monkeypatch：可以在執行期間對類或模組進行動態修改。在測試中，monkey patch 常用於替換被測試程式碼的部分執行環境，或者將輸入依賴或輸出依賴替換成更容易測試的物件或函式；
  • doctest_namespace：doctest 模組是 Python 標準庫的一部分，藉助它，可以在函式的文件字串中放入示例程式碼，並透過測試確保有效。你可以使用 --doctest-modules 標識搜尋並執行 doctest 測試用例；
  • recwarn：可以用來檢查待測程式碼產生的警告資訊；recwarn 的值就像是一個警告資訊列表，列表裡的每個警告資訊都有4個屬性 category、message、filename、lineno。警告資訊在測試開始後收集，如果你在意的警告資訊出現在測試尾部，則可以在資訊收集前使用 recwarn.clear() 清除不需要的內容。除了 recwarn，pytest 還可以使用 pytest.warns() 來檢查警告資訊。

二、Pytest conftest全域性作用檔案詳解

Pytest支援在測試的目錄中，建立conftest.py檔案，進行全域性配置。

conftest.py檔案須知：

  1. 可以跨.py檔案呼叫，有多個.py檔案呼叫時，可讓conftest.py只呼叫了一次fixture，或呼叫多次fixture；
  2. conftest.py與執行的用例要在同一個pakage下，並且有__init__.py檔案；
  3. 不需要import匯入conftest.py，pytest用例會自動識別該檔案，放到專案的根目錄下就可以全域性目錄呼叫了，如果放到某個package下，那就在package內有效，可有多個conftest.py；
  4. conftest.py配置指令碼名稱是固定的，不能改名稱；
  5. conftest.py檔案不能被其他檔案匯入；
  6. 所有同目錄測試檔案執行前都會執行conftest.py檔案；

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