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WPF UI 自动化

Calin Tatar
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4.50/5 (45投票s)

2009年2月4日

CPOL

5分钟阅读

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本文演示了如何创建一个简单的 Windows UI 自动化应用程序。

引言

概述

Microsoft UI 自动化是 Microsoft Windows 的新辅助功能框架，适用于支持 Windows Presentation Foundation (WPF) 的所有操作系统。UI 自动化提供对桌面大多数用户界面 (UI) 元素的程序化访问。

本文演示了如何使用 UI 自动化来控制一个简单的应用程序。基本原理是，控制器应用程序将搜索正在运行的测试应用程序，如果找到该应用程序，我们将搜索 UI 元素层级，然后发送模拟数据。

适用于

  • Microsoft® .NET Framework 3.0
  • Microsoft® Windows Presentation Foundation - WPF
  • Microsoft® UI Automation Framework
控制器应用程序

UI_Automation_Controller.png

测试应用程序

UI_Automation_Test.png

UI 自动化框架

该框架的核心思想是它提供了对 Win 应用程序中可见的用户界面元素层级的访问。可以想象层级的根元素是桌面，所有正在运行的应用程序都是根的第一级节点（子节点），依此类推，每个可见窗体都可以细化到其控件，控件再到其子控件，等等。此树中的每个节点都称为 UI 元素。

该框架通过提供对这些 UI 元素及其属性的访问来帮助我们。该框架支持的主要功能有：

  • 搜索支持，允许您查找所需的用户界面组件。
  • 过滤元素的树形结构；例如，在查询元素层级时，我们可以仅获取启用的控件。
  • 允许您与 UI 元素进行交互；例如，您可以从您的应用程序中以编程方式点击（一个包含在不同应用程序中的）按钮。
  • 订阅事件；这有助于我们监视 UI 元素并处理外部事件。

UI 自动化 API

System.Windows.Automation 是 UI 自动化框架的主要命名空间，它提供了与 UI 元素（也称为 AutomationElement）交互的支持。AutomationElement 是框架中的主要类，对应一个用户界面组件（窗口、列表、按钮等）。此命名空间的主要功能与搜索 AutomationElement 对象、与不同控件模式交互或订阅 UI 自动化事件相关。

AutomationElement 包含一个名为 RootElement 的属性，它包含对桌面对应 UI 元素的引用，该引用实际上返回一个 AutomationElement。

关于搜索支持，AutomationElement 类包含 FindFirst() 和 FindAll() 方法。

public AutomationElement FindFirst(TreeScope scope, Condition condition)

我们可以使用 FindFirst 方法来搜索与传入的条件匹配的特定 AutomationElement 。为了调用此方法，我们需要传递搜索范围（TreeScope 枚举的实例），例如搜索子项的第一级，或搜索所有后代。除了 scope 参数，我们还必须传递用于识别所需 AutomationElement 的条件。我们将以扩展 Condition abstract 类的类的实例作为条件。这样，我们可以使用 PropertyCondition （用于测试属性是否具有特定值），但也有：AndCondition、NotCondition 或 OrCondition 类。

public AutomationElementCollection FindAll(TreeScope scope, Condition condition);

与 FindFirst 类似，FindAll() 允许我们使用上述参数查询 UI 自动化树，但返回一个 AutomationElement 集合，该集合通过了搜索条件。

基于上述细节，我们可以编写一行简单的代码，该代码将搜索根元素的所有后代，查找名称等于“Notepad”的 UI 元素。

AutomationElement appElement = AutomationElement.RootElement.FindFirst
(TreeScope.Descendants,new PropertyCondition(AutomationElement.NameProperty, "Notepad"))

实现

为了使用 UI 自动化 API，我们需要添加对以下程序集的引用：

  • UIAutomationClient.dll
  • UIAutomationTypes.dll

对于这个简单的实现，我使用了基类 AutomationElement，正如我之前所说，它保留了桌面应用程序中 UI 元素的引用。关键在于，我们需要从桌面元素（即根元素 AutomationElement.RootElement）开始，然后在 RootElement 的所有子对象中搜索标题为“UI Automation Test Window”的测试应用程序。在获得测试应用程序的 AutomationElement 的有效引用后，我们就可以与其中包含的各种控件进行交互了。这样，控制器应用程序将为两个 TextBox 控件设置一些值。

AutomationElementHierarchi.png

AutomationElement rootElement = AutomationElement.RootElement;
if (rootElement != null)
{
    Automation.Condition condition = new PropertyCondition
        (AutomationElement.NameProperty, "UI Automation Test Window");

    AutomationElement appElement = rootElement.FindFirst(TreeScope.Children, condition);

    if (appElement != null)
    {
        AutomationElement txtElementA = GetTextElement(appElement, "txtA");
        if (txtElementA != null)
        {
            ValuePattern valuePatternA = 
              txtElementA.GetCurrentPattern(ValuePattern.Pattern) as ValuePattern;
            valuePatternA.SetValue("10");
        }

        AutomationElement txtElementB = GetTextElement(appElement, "txtB");
        if (txtElementA != null)
        {
            ValuePattern valuePatternB = 
              txtElementB.GetCurrentPattern(ValuePattern.Pattern) as ValuePattern;
            valuePatternB.SetValue("5");
        }
    }

以下是 GetTextElement 函数：

private AutomationElement GetTextElement(AutomationElement parentElement, string value)
{
    Automation.Condition condition = 
      new PropertyCondition(AutomationElement.AutomationIdProperty, value);
    AutomationElement txtElement = parentElement.FindFirst
                (TreeScope.Descendants, condition);
    return txtElement;
}

如上面的代码所示，我们正在使用一个控件模式 ValuePattern。UIA (UI Automation) 使用控件模式来表示常用控件。控件模式通过提供方法、事件和属性来定义控件中可用的特定功能。控件模式中声明的方法允许 UIA 客户端操作控件，例如 ValuePattern.SetValue() 方法。除了表示存储 string 值的控件的 ValuePattern，作为另一个控件模式的示例，我们可以考虑 Invoke 模式控件 InvokePattern，它表示可调用的控件，例如按钮。为了使用控件模式，我们需要查询对象以查看支持哪些接口，并且只有在获得有效的控件模式后，我们才能通过使用其方法、事件和属性与其进行交互。以下列表显示了最常见的控件模式：

  • SelectionPattern - 用于支持选择的控件，例如 ListBox、ComboBox
  • TextPattern - 用于编辑控件
  • ValuePattern - 用于在不支持多个值的控件上获取/设置值
  • InvokePattern - 用于可调用控件
  • ScrollPattern - 用于带有滚动条的控件
  • RangeValuePattern - 用于具有值范围的控件

下面的示例显示了如何使用 InvokePattern；换句话说，它将点击 parentElement 中包含的按钮。

{
    Automation.Condition condition = new PropertyCondition
            (AutomationElement.AutomationIdProperty, "Button1");
    AutomationElement btnElement = parentElement.FindFirst
            (TreeScope.Descendants, condition);
    
    InvokePattern btnPattern = 
    btnElement.GetCurrentPattern(InvokePattern.Pattern) as InvokePattern;
    btnPattern.Invoke();
}

结论

UI 自动化是一个强大的辅助功能框架，它允许您控制其他应用程序。它可以用于开发自动化 UI 测试/调试应用程序等。

关于这个主题，还有更多内容即将推出。

历史

  • 2009 年 2 月 4 日：初始发布
  • 2009 年 2 月 5 日：文章更新
  • 2009 年 2 月 19 日：文章文本更新
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