开源自己用python封装的一个Windows GUI(UI Automation)自动化工具，支持MFC,Windows Forms,WPF,Metro,Qt

首先，大家可以看下这个链接 Windows GUI自动化测试技术的比较和展望 。


这篇文章介绍了Windows中GUI自动化的三种技术：Windows API, MSAA - Microsoft Active Accessibility, UIAutomation

用脚本语言AutoIT实现自动化就是第一种技术Windows API, 查找窗口句柄实现的。

用工具Spy++查看程序，如果Spy++能识别程序窗口中的控件就能用这种技术。

python中也有一个UI自动化测试模块pywinauto，也是用这种技术实现的。

但Windows API实现的自动化不支持WPF程序、Windows 8中的Metro程序。

用UIAutomation实现的自动化支持微软提供的各种界面开发框架，如MFC, Windows Forms, WPF, Metro App。也部分支持Qt。

该技术的详细介绍可以参考CodeMagazine上的一篇文章

Creating UI Automation Client Applications

官方文档 msdn： UI Automation Client Programmer's Guide

我就是根据这个用Python和C++对UIAutomation做了一层封装，方便我自己的使用，可以快速开发自动化脚本。

UIAutomation支持平台包括Windows XP(SP3),Windows Vista, Windows 7, Windows 8、8.1、10。

安装使用uiautomation，支持Python2，Python3，x86，x64。

运行pip install uiautomation，安装后在c:\python36\scripts目录里会有automation.py，在cmd里运行automation.py -h。

或者在github上下载源码https://github.com/yinkaisheng/Python-UIAutomation-for-Windows，在cmd里运行源码根目录里的automation.py -h。

运行源码demos目录里的操作计算器的脚本 demos\automation_calculator.py看下运行效果。

下面通过QQ2013做下实验(spy++获取不到QQ窗口内的控件，可以对比一下)：

然后运行最新版QQ2013, 先保持在qq登录界面

运行cmd，cd到工具的目录，输入automation.py -t3回车，然后3秒内切换到qq的登录界面

cmd窗口中就显示了qq窗口中的控件信息



运行automation.py遍历控件时，支持下列参数

-t int value, 延迟时间time秒，延迟指定秒数再遍历控件，
-r, 从树的根部(root: Desktop)遍历，如果不指定，从当前窗口遍历
-d, int Value, 遍历控件树的的深度depth，如果不指定，遍历整个树，和-c一起使用时，可以为负值
-f, 遍历焦点focus控件，如果不指定，从当前窗口遍历
-c, 遍历光标下的控件，如果不指定，从当前窗口遍历，如果同时指定-d, -d可以为负值，比如-d-2表示从光标下控件向上找到两层父控件，遍历这个父控件

-a, 获取光标下控件及其所有祖先(ancestor)控件

-n, 显示控件的完整name, 如果不指定，只显示前30个字符
-m, 显示控件更多more属性，默认只显示控件的几个属性
例子：
automation.py –t3， 3秒后遍历当前窗口所有控件
automation.py –d2 –t3， 3秒后遍历当前窗口前三层控件
automation.py –r –d1 –t0 -n， 0秒后遍历root的第一层子控件，并显示控件完整名称

automation.py –c –t3， 3秒后遍历鼠标光标下面的控件信息

automation.py –c –t3 -d-2， 3秒后遍历鼠标光标下面的控件向上两层的父控件

下面是在Windows 8中运行automation.py –r –d1 –t0的例子， 如下图


在UIAutomation中控件树的根部是 桌面Desktop, 上面的命令输入了了 -r（root）参数，就从根部枚举窗口，参数-d1，只枚举桌面的第一层子控件。

在Windows 8中，如果要查看Metro App的控件信息，必须当前窗口要在Metro界面才能枚举，如果Metro App被切换到后台，则获取不到它的控件。

先运行automation.py -t5, 在5秒内切换到Metro App, 等待几秒钟，查看cmd,就能看到Metro App的控件信息。

automation模块同时会把显示的信息写入到文件@AutomaitonLog.txt,方便查看。

还有，在Windows 7及更高版本系统中，最好以管理员来运行cmd,再调用python，我发现有些程序用普通权限获取不到全部控件信息。

登录QQ2013，再一次枚举它的窗口，如图



另一个操作QQ群导出所有群成员详细信息的例子 ：

使用python UIAutomation从QQ2017(v8.9)群界面获取所有群成员详细资料

下面介绍下用uiautomaton模块自动化操作系统记事本notepad.exe的一个例子，

先用automaiton.py遍历记事本窗口，知道它的控件树结构，再开始写代码



python2.7代码如下（在代码demos目录automation_notepad_py2.py, automation_notepad_py3.py）：

#!python2
# -*- coding: utf-8 -*-
import os, sys, time
import subprocess
import uiautomation as automation

def testNotepadCN():
consoleWindow = automation.GetConsoleWindow()
consoleWindow.SetActive()
automation.Logger.ColorfulWriteLine('\nI will open <Color=Green>Notepad</Color> and <Color=Yellow>automate</Color> it. Please wait for a while.')
time.sleep(2)
automation.ShowDesktop()
#打开notepad
subprocess.Popen('notepad')
#查找notepad， 如果name有中文，python2中要使用Unicode
window = automation.WindowControl(searchDepth = 1, ClassName = 'Notepad', RegexName = u'.* - 记事本')
#可以判断window是否存在，如果不判断，找不到window的话会抛出异常
#if window.Exists(maxSearchSeconds = 3):
if automation.WaitForExist(window, 3):
automation.Logger.WriteLine("Notepad exists now")
else:
automation.Logger.WriteLine("Notepad does not exist after 3 seconds", automation.ConsoleColor.Yellow)
screenWidth, screenHeight = automation.Win32API.GetScreenSize()
window.MoveWindow(screenWidth // 4, screenHeight // 4, screenWidth // 2, screenHeight // 2)
window.SetActive()
#从window查找edit
edit = window.EditControl()
edit.Click(waitTime = 0)
#python2中要使用Unicode, 模拟按键
edit.SetValue(u'hi你好')
edit.SendKeys(u'{Ctrl}{End}{Enter}下面开始演示{! 4}{ENTER}', 0.2, 0)
edit.SendKeys('{Enter 3}0123456789{Enter}', waitTime = 0)
edit.SendKeys('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ{ENTER}', waitTime = 0)
edit.SendKeys('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{ENTER}', waitTime = 0)
edit.SendKeys('`~!@#$%^&*()-_=+{ENTER}', waitTime = 0)
edit.SendKeys('[]{{}{}}\\|;:\'\",<.>/?{ENTER}', waitTime = 0)
edit.SendKeys(u'™®①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩§№☆★○●◎◇◆□℃‰€■△▲※→←↑↓〓¤°＃＆＠＼＾＿―♂♀{ENTER}{CTRL}a')
window.CaptureToImage('Notepad.png')
edit.SendKeys('Image Notepad.png was captured, you will see it later.', 0.05)
#查找菜单
window.MenuItemControl(Name = u'格式(O)').Click()
window.MenuItemControl(Name = u'字体(F)...').Click()
windowFont = window.WindowControl(Name = u'字体')
windowFont.ComboBoxControl(AutomationId = '1140').Select(u'中文 GB2312')
windowFont.ButtonControl(Name = u'确定').Click()
window.Close()
if automation.WaitForDisappear(window, 3):
automation.Logger.WriteLine("Notepad closed")
else:
automation.Logger.WriteLine("Notepad still exists after 3 seconds", automation.ConsoleColor.Yellow)

# buttonNotSave = ButtonControl(searchFromControl = window, SubName = u'不保存')
# buttonNotSave.Click()
# or send alt+n to not save and quit
# automation.SendKeys('{Alt}n')
# 使用另一种查找方法
buttonNotSave = automation.FindControl(window,
lambda control, depth: control.ControlType == automation.ControlType.ButtonControl and u'不保存' in control.Name)
buttonNotSave.Click()
subprocess.Popen('Notepad.png', shell = True)
time.sleep(2)
consoleWindow.SetActive()
automation.Logger.WriteLine('script exits', automation.ConsoleColor.Cyan)
time.sleep(2)

　　

首先用subprocess.Popen('notepad') 调用notepad

先写查找notepad窗口的代码了

#查找notepad， 如果name有中文，要使用Unicode
window = WindowControl(searchDepth = 1, ClassName = 'Notepad', SubName = u'记事本')

searchDepth = 1， 表示只查找树的的第一层子控件，不会遍历整个树查找，所以能很快找到notepad的窗口。
查找控件可以指定如下参数 ClassName, WindowControl, AutomationId, Name , SubName，foundIndex，前四个都是cmd里显示的内容，
SubName可以指定如果Name中含有SubName这个字符串，也算查找成功。
foundIndex表示第几个符合查找条件的控件，不指定的话默认是1。

然后再查找EditControl

#从window查找edit
edit = window.EditControl()

　修改EditControl内容并在当前文字后面模拟打字　

#python2中要使用Unicode, 模拟按键
edit.SetValue(u'hi你好')
edit.SendKeys(u'{Ctrl}{End}{Enter}下面开始演示{! 4}{ENTER}', 0.2, 0)

　　

另一个例子， 操作QQ登录界面的一段代码,这里没有写调用的代码，先手动启动qq2013，保持在登录界面，

# -*- coding:utf-8 -*-
from automation import *

time.sleep(2)
#查找qq窗口，searchDepth = 1，设置查找深度为1，查找Desktop的第一层子窗口就能很快找到QQ
qqWindow = WindowControl(searchDepth = 1, ClassName = 'TXGuiFoundation', Name = 'QQ2013')
if not qqWindow.Exists():
shellTray = Control(searchDepth = 1, ClassName = 'Shell_TrayWnd')
qqTray = ButtonControl(searchFromControl = shellTray, Name = 'QQ')
if qqTray.Exists():
qqTray.Click()
time.sleep(1)
if not qqWindow.Exists():
Logger.WriteLine(u'Can not find QQ window, please put it in front first!' % edit.CurrentValue(), ConsoleColor.Red)

#查找QQ帐号Edit，设置searchFromControl = qqWindow，从qqWindow开始查找子控件
#foundIndex = 1,表示查找第一个符合要求的控件，子窗口中的第一个Edit
edit = EditControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = 1)
edit.Click()
Win32API.SendKeys('{Ctrl}A')
Logger.Write('Current QQ is ')
#获取edit内容
Logger.WriteLine(u'%s' % edit.CurrentValue(), ConsoleColor.DarkGreen)
time.sleep(1)
#查找第二个Edit,即密码Edit
edit = EditControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = 2)
edit.Click()
Logger.Write('Current QQ password is ')
#获取password内容
Logger.WriteLine('%s' % edit.CurrentValue(), ConsoleColor.DarkGreen)
Logger.WriteLine('Only get stars. password can not be got', ConsoleColor.DarkGreen)
time.sleep(1)
Logger.WriteLine('Now let\'s show the buttons of QQ')
time.sleep(2)
#遍历QQ窗口内的所有Button
buttonIndex = 1
button = ButtonControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = buttonIndex)
while button.Exists():
l, t, r, b = button.BoundingRectangle
Logger.WriteLine('button %d, position (%d,%d,%d,%d)' % (buttonIndex, l, t, r, b))
button.MoveCursorToMyCenter()
time.sleep(1)
buttonIndex += 1
button = ButtonControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = buttonIndex)

Logger.WriteLine('\r\nLook, the last button\'s position are all 0, it may be invisible.', ConsoleColor.Yellow)
button = ButtonControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = 4)
button.Click()
menu = Control(searchDepth = 1, ControlType = ControlType.MenuControl, Name = u'TXMenuWindow')
if (menu.Exists()):
menuItem = MenuItemControl(searchFromControl = menu, Name = u'隐身')
menuItem.Click()
time.sleep(1)
button = ButtonControl(searchFromControl = qqWindow, foundIndex = 8)
button.Click()
time.sleep(1)
button = ButtonControl(searchFromControl = qqWindow, Name = u'取消')
button.Click()

Windows 8 中自动化操作系统Metro日历的一段代码

from automation import *

def main():
RunMetroApp(u'日历')
canlendarWindow = WindowControl(ClassName = MetroWindowClassName, Name = u'日历')
t = time.localtime()
day = t.tm_mday

text1 = TextControl(searchFromControl = canlendarWindow, foundIndex = 1, Name = str(day))
text2 = TextControl(searchFromControl = canlendarWindow, foundIndex = 2, Name = str(day))
if text2.Exists(1) and text2.BoundingRectangle[0] > 0:
text2.Click()
else:
text1.Click()
location = EditControl(searchFromControl = canlendarWindow, AutomationId = 'LocationTextbox')
location.Click()
Win32API.SendKeys(u'南京')
title = EditControl(searchFromControl = canlendarWindow, AutomationId = 'EventTitleTextbox')
title.Click()
Win32API.SendKeys('Hi')
content = EditControl(searchFromControl = canlendarWindow, AutomationId = 'NotesTextboxContent')
content.Click()
Win32API.SendKeys('Nice to meet you!', 0.2)
canlendarWindow.MetroClose()
ShowDesktop()

if __name__ == '__main__':
main()

测试Firefox:
Windows版Firefox(Version<=56)是用DirectUI实现的，只能看到一个窗口句柄，但是用UIAutomation就能看到网页里所有元素控件。但最新版Firefox57版本采用了新的Rust内核，不支持UIAutomation了。
现在是2018年，我用最新版的Firefox60测试发现该版本支持UIAutomation了。

UIAutomation的工作原理是：
当你用UIAutomation操作程序时，UIAutomation会给程序发送WM_GETOBJECT消息，
如果程序处理WM_GETOBJECT消息，实现UI Automation Provider,并调用函数
UiaReturnRawElementProvider(HWND hwnd,WPARAM wparam,LPARAM lparam,IRawElementProviderSimple *el)，
此程序就支持UIAutomation。

IRawElementProviderSimple就是UI Automation Provider，包含了控件的各种信息，如Name，ClassName，ContorlType，坐标...
UIAutomation根据程序返回的IRawElementProviderSimple，就能遍历程序的控件，得到控件各种属性，进行自动化操作。

所以如果你发现UIAutomation不能识别一些程序内的控件或部分不支持，这并不是UIAutomation的问题，
是程序作者没有处理WM_GETOBJECT或没有实现UIAutomation Provider，或者故意不想支持UIAutomation。

很多DirectUI程序都没有实现UIAutomation Provider，所以不支持自动化，要想支持自动化，必须程序作者修改源码支持。

源代码下载，最新代码支持py2, py3, x86, x64

https://github.com/yinkaisheng/Python-Automation-for-Windows

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