20165235 实验二Java面向对象程序设计

20165235 Java面向对象程序设计

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• 姓名：祁瑛
• 学号：20165235
• 班级：1652
• 实验课程：JAVA程序设计
• 实验名称：Java面向对象程序设计
• 实验时间：2018.4.14
• 指导老师：娄家鹏

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一，实验内容及步骤

面向对象程序设计-1

• 单元测试：这里我们设计了一个测试用例(Test Case)，测试用例是为某个特殊目标而编制的一组测试输入、执行条件以及预期结果，以便测试某个程序路径或核实是否满足某个特定需求。在运行程序时可以找到bug。
• 在本次实验中我的产品代码如下：

public class MyUtil1{
    public static String percentage2fivegrade(int grade){
        if ((grade < 0))
            return "错误";
        else if (grade < 60)
            return "不及格";
        else if (grade < 70)
            return "及格";
        else if (grade < 80)
            return "中等";
        else if (grade < 90)
            return "良好";
        else if (grade <= 100)
            return "优秀";
        else
            return "错误";
    }
}

• 测试代码：
  1.正常情况：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
    //测试正常情况
    if(MyUtil.percentage2fivegrade(55) != "不及格")
        System.out.println("test failed 1!");
    else if(MyUtil.percentage2fivegrade(65) != "及格")
        System.out.println("test failed 2!");
    else if(MyUtil.percentage2fivegrade(75) != "中等")
        System.out.println("test failed 3!");
    else if(MyUtil.percentage2fivegrade(85) != "良好")
        System.out.println("test failed 4!");
    else if(MyUtil.percentage2fivegrade(95) != "优秀")
        System.out.println("test failed 5!");
        }
    }    

• 测试图：
  2.非正常情况测试代码：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
//测试出错情况
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
            System.out.println("test failed 1!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(115) != "错误")
            System.out.println("test failed 2!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

• 测试图：

Java中有单元测试工具JUnit来辅助进行TDD，我们用TDD的方式把前面百分制转五分制的例子重写一次。

• TDD的测试步骤如下：
• 明确当前要完成的功能，记录成一个测试列表
• 快速完成编写针对此功能的测试用例
• 测试代码编译不通过（没产品代码呢）
• 编写产品代码
• 测试通过
• 对代码进行重构，并保证测试通过（重构下次实验练习）
• 循环完成所有功能的开发
• 以下是测试代码：

import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class MyUtilTest extends TestCase {
    @Test
    public void testNormal() {
        assertEquals("不及格", MyUtil1.percentage2fivegrade(55));
        assertEquals("及格", MyUtil1.percentage2fivegrade(65));
        assertEquals("中等", MyUtil1.percentage2fivegrade(75));
        assertEquals("良好", MyUtil1.percentage2fivegrade(85));
        assertEquals("优秀", MyUtil1.percentage2fivegrade(95));
    }
    @Test
    public void testAbnormal() {
        assertEquals("错误", MyUtil1.percentage2fivegrade(-55));
        assertEquals("错误", MyUtil1.percentage2fivegrade(155));
    }
    @Test
    public void testBorder() {
        assertEquals("不及格", MyUtil1.percentage2fivegrade(0));
        assertEquals("及格", MyUtil1.percentage2fivegrade(60));
        assertEquals("中等", MyUtil1.percentage2fivegrade(70));
        assertEquals("良好", MyUtil1.percentage2fivegrade(80));
        assertEquals("优秀", MyUtil1.percentage2fivegrade(90));
        assertEquals("优秀", MyUtil1.percentage2fivegrade(100));
    }
}

代码链接

• 测试图如下：

• 当JUnit出现绿条说明测试成功。

面向对象程序设计-2

• 对于这个程序，需要测试的方法有四个，charAt()、capacity()、length()、indexOf。而且要对老师博客中给出的代码进行改写，对测试的方法要加上返回值，便于我们测试。
  -以下是TDD的方式研究学习StringBuffer

public class StringBufferDemo{
    StringBuffer buffer = new StringBuffer();
    public StringBufferDemo(StringBuffer buffer){
        this.buffer = buffer;
    }
    public Character charAt(int i){
        return buffer.charAt(i);
    }
    public int capacity(){
        return buffer.capacity();
    }
    public int length(){
        return buffer.length();
    }
    public int indexOf(String str) {
        return buffer.indexOf(str);
    }
}

• 而且有必要了解以下上面四个方法的作用：
• charAt(int n)：返回指定字符在字符串中的位置。
• indexOf(String s)：返回输入的子字符串的第一个字母在母字符串的位置
• capacity()：是当前实体的实际容量。
• length()：实体中存放的字符序列的长度。
• 有了初步的了解后就可以进行测试了，以下是测试代码：

import junit.framework.TestCase;
        import org.junit.Test;
public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
    StringBuffer str1 = new StringBuffer("StringBuffer");
    StringBuffer str2 = new StringBuffer("StringBufferStringBuffer");
    StringBuffer str3 = new StringBuffer("StringBufferStringBufferStringBuffer");
    @Test
    public void testcharAt() throws Exception{
        assertEquals('S',str1.charAt(0));
        assertEquals('g',str1.charAt(5));
        assertEquals('r',str1.charAt(11));
    }
    @Test
    public void testcapacity() throws Exception{
        assertEquals(28,str1.capacity());
        assertEquals(40,str2.capacity());
        assertEquals(52,str3.capacity());
    }
    @Test
    public void testlength() throws Exception{
        assertEquals(12,str1.length());
        assertEquals(24,str2.length());
        assertEquals(36,str3.length());
    }
    @Test
    public void testindexOf() throws Exception{
        assertEquals(0,str1.indexOf("Str"));
        assertEquals(5,str2.indexOf("gBu"));
        assertEquals(10,str3.indexOf("er"));
    }
}

代码链接

• 以下是测试图：

面向对象程序设计-3

设计应该满足S.O.L.I.D原则。

• SRP(Single Responsibility Principle,单一职责原则)
• OCP(Open-Closed Principle,开放-封闭原则)
• LSP(Liskov Substitusion Principle,Liskov替换原则)
• ISP(Interface Segregation Principle,接口分离原则)
• DIP(Dependency Inversion Principle,依赖倒置原则)
• 老师给出的代码是实现返回int类，题目要求给出返回long类，如果对代码直接进行删改就违反了OCP原则，对增加开放，对删除封闭。所以要使用设计模式了。使用面向接口编程，使用抽象和继承。以下是实验任务：
• 用自己的学号%6进行取余运算，根据结果进行代码扩充：
• 0： 让系统支持Byte类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印
• 1： 让系统支持Short类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印
• 2： 让系统支持Boolean类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印
• 3： 让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印
• 4： 让系统支持Float类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印
• 5： 让系统支持Double类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印

对代码只需要增加class Long extends Data、class LongFactory extends Factory即可使系统支持Long类型。以下是测试代码：

abstract class Data{
    public abstract void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
    int value;
    Integer(){
        value=100;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}
class Long extends Data {
    long value;
    Long(){
        value=20165235l;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}
class Float extends Data {
    float value;
    Float(){
        value=2.0165235F;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}
class Document {
    Data pd;
    Document(Factory pf){
        pd = pf.CreateDataObject();
    }
    public void DisplayData(){
        pd.DisplayValue();
    }
}
abstract class Factory {
    abstract public Data CreateDataObject();
}
class IntFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Integer();
    }
}
class LongFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Float();
    }
}
class FloatFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Float();
    }
}
public class MyDoc {
    static Document d;
    public static void main(String[] args) {
        d = new Document(new FloatFactory());
        d.DisplayData();
    }
}

代码链接

• 而且我在程序里不仅实现返回long类而且实现了返回Float类，步骤如同上。

• 测试图：
  
  

• 而且我使用了starMUL软件对本次程序代码进行建模。使用程序步骤如下：

• 首先打开starMUL，如下图点击
  

• 在左侧的ToolBox中选择画图工具
  

• 在右侧的文件管理中可以进行删除等操作
  

• 这次实验的MUL图：
  

面向对象程序设计-4

• 本次实验任务：
• 使用TDD的方式设计关实现复数类Complex

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// 定义属性并生成getter,setter
double RealPart;
double ImagePart;
// 定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I)
//Override Object
public boolean equals(Object obj)
public String toString()
// 定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a)
Complex ComplexSub(Complex a)
Complex ComplexMulti(Complex a)
Complex ComplexDiv(Complex a)

• 首先应该是写伪代码：

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在Complex类中设置构造方法public Complex()
public Complex(double R,double I)
设置实部与虚部double RealPart;
double ImagePart;
设置返回实部与虚部的方法
实现加法Complex ComplexAdd(Complex a)
实现减法Complex ComplexSub(Complex a)
实现乘法Complex ComplexMulti(Complex a)
实现除法Complex ComplexDiv(Complex a)
重写toString（）方法
重写equals（）方法

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• 有了伪代码就可以写产品代码了：

public class Complex {
    double R;//复数的实部
    double I;//复数的虚部

    Complex(double R, double I) {
        this.R = R;
        this.I = I;
    }

    public static double getRealPart(double R) {  //返回复数的实部
        return R;
    }

    public static double getImagePart(double I) { //返回复数的虚部
        return I;
    }

    public Complex ComplexAdd(Complex c) {//加法运算
        return new Complex(R + c.R, I + c.I);
    }

    public Complex ComplexSub(Complex c) {//减法运算
        return new Complex(R - c.R, I - c.I);
    }

    public Complex ComplexMulti(Complex c) {//乘法运算
        return new Complex(R * c.R - I * c.I, R * c.I + I * c.R);
    }

    public Complex ComplexDiv(Complex c) {//除法运算
        return new Complex((R * c.I + I * c.R) / (c.I * c.I + c.R * c.R), (I * c.I + R * c.R) / (c.I * c.I + c.R * c.R));
    }

    public String toString() {//重写toString方法
        String str = "";
        if (I > 0)
            str = R + "+" + I + "i";
        if (I == 0)
            str = R+"";
        if (I < 0)
            str = R + "" + I + "i";
        return str;
    }
    public boolean equals(Object obj){//重写equals方法
        if (this == obj)
            return true;
        if(obj==null)
            return false;
        if(obj instanceof Complex){
            Complex p = (Complex) obj;
            if(p.R==this.R &&p.I==this.I )
                return true;
        }
        return false;
    }
}

• 以下是测试代码：

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;
public class ComplexTestTest extends TestCase {
   Complex c1 = new Complex(1.0,2.0);
   Complex c2 = new Complex(2.0,2.0);
   Complex c3 = new Complex(2.0,0.0);
    @Test
    public void testGetRealPart() throws Exception {
        assertEquals(-1.1, Complex.getRealPart(-1.1));
        assertEquals(6.0, Complex.getRealPart(6.0));
        assertEquals(0.0, Complex.getRealPart(0.0));
    }

    @Test
    public void testGetImagePart() throws Exception {
        assertEquals(-1.1, Complex.getImagePart(-1.1));
        assertEquals(6.0, Complex.getImagePart(6.0));
        assertEquals(0.0, Complex.getImagePart(0.0));
    }

    @Test
    public void testComplexAdd() throws Exception {
        assertEquals("3.0+4.0i", c1.ComplexAdd(c2).toString());
        assertEquals("3.0+2.0i", c1.ComplexAdd(c3).toString());
        assertEquals("4.0+2.0i", c2.ComplexAdd(c3).toString());
    }

    @Test
    public void testComplexSub() throws Exception {
        assertEquals("-1.0", c1.ComplexSub(c2).toString());
        assertEquals("-1.0+2.0i", c1.ComplexSub(c3).toString());
        assertEquals("0.0+2.0i", c2.ComplexSub(c3).toString());
    }

    @Test
    public void testComplexMulti() throws Exception {
        assertEquals("-2.0+6.0i", c1.ComplexMulti(c2).toString());
        assertEquals("2.0+4.0i", c1.ComplexMulti(c3).toString());
        assertEquals("4.0+4.0i", c2.ComplexMulti(c3).toString());
    }

    @Test
    public void testComplexComplexDiv() throws Exception {
        assertEquals("0.75+0.75i", c1.ComplexDiv(c2).toString());
        assertEquals("1.0+0.5i", c1.ComplexDiv(c3).toString());
        assertEquals("1.0+1.0i", c2.ComplexDiv(c3).toString());
    }
    @Test
    public void testEquals() throws Exception{
        assertEquals(false,c1.equals(c2));
        assertEquals(false,c1.equals(c3));
        assertEquals(false,c2.equals(c3));
        assertEquals(true,c1.equals(c1));
    }

}

代码链接

• 测试图如下：
  

实验过程中遇到的问题及解决

• 问题一：使用ieda时显示无法加载到主类：

• 如图：

• 解决方法：点右上方的main,：
  

-点Edit configurations， 把Name和Main class名称改了就行。

• 问题二：junit包导入了，为什么@Test还是红的
• 解决方法：点击代码旁的小灯泡然后点击Convert to Junit4 Test case
  
• 问题三：一直找不到JunitGeneratorV2.0的下载路径
• 解决方法：打开plugins，点击下面的browse
  
• 然后检索Junit就可以找出来
  
• 问题四：一直找不到junit的路径。
• 解决方法：可以直接在盘里搜关键字junit就可以搜出来。
  

实验感想

• 本周的实验比较多但主旨相对集中：面向对象编程和TDD的使用。对于面向对象编程要满足三要素：封装，继承与多态。想要更好的了解这些属性我感觉灵活的使用starMUL建模是个不错的方法。灵活的使用设计模式也很重要，对于设计模式要满足S.O.L.I.D原则，本次着重学习的是S.O.L.I.D中的OCP原则。设计完程序后又要新的需求但是不能删改代码，这里就要使用到设计模式，对增加代码开放，对删改进行封闭，这一原则不仅有益于实现需求，更能减少程序的bug。在Java语言中，可以通过JUnit框架进行单元测试，通过单元测试可以减少代码的bug，提高代码的质量。

步骤	耗时	百分比
需求分析	20min	8%
设计	60min	25%
代码实现	120min	50%
测试	10min	4%
分析总结	30min	13%