2016-2017-2 20155324实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

2016-2017-2 20155324实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

实验内容

• 初步掌握单元测试和TDD

• 理解并掌握面向对象三要素：封装、继承、多态

• 初步掌握UML建模

• 熟悉S.O.L.I.D原则

• 了解设计模式

实验步骤

• 单元测试

1.三种代码：伪代码、产品代码、测试代码。我们应该先写伪代码->再用特定编程语言翻译成产品代码->最后写测试代码，验证自己的代码有没有问题。

(1)伪代码

百分制转五分制：
如果成绩小于60，转成“不及格”
如果成绩在60与70之间，转成“及格”
如果成绩在70与80之间，转成“中等”
如果成绩在80与90之间，转成“良好”
如果成绩在90与100之间，转成“优秀”
其他，转成“错误”

(2)产品代码

public class MyUtil{
    public static String percentage2fivegrade(int grade){
        //如果成绩小于60，转成“不及格”
        if (grade < 60)
            return "不及格";
            //如果成绩在60与70之间，转成“及格”
        else if (grade < 70)
            return "及格";
            //如果成绩在70与80之间，转成“中等”
        else if (grade < 80)
            return "中等";
            //如果成绩在80与90之间，转成“良好”
        else if (grade < 90)
            return "良好";
            //如果成绩在90与100之间，转成“优秀”
        else if (grade < 100)
            return "优秀";
            //其他，转成“错误”
        else
            return "错误";
    }
}

(3)测试代码

用50分测试时：

public class MyUtilTest {
 public static void main(String[] args) {
    // 百分制成绩是50时应该返回五级制的“不及格”
    if(MyUtil.percentage2fivegrade(50) != "不及格")
        System.out.println("test failed!");
    else
        System.out.println("test passed!");
    }
}

测试正常情况时：

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!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(65) != "及格")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(75) != "中等")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(85) != "良好")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(95) != "优秀")
            System.out.println("test failed!");
        else 
            System.out.println("test passed!");
    }
}

输入负分或大于100时：

public class MyUtilTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //测试出错情况
        if(MyUtil2.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
            System.out.println("test failed 1!");
        else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(115) != "错误")
            System.out.println("test failed 2!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

改正错误后最后代码：

public class MyUtil{
    public static String percentage2fivegrade(int grade){
        //如果成绩小于0，转成“错误”
        if ((grade < 0))
            return "错误";
            //如果成绩小于60，转成“不及格”
        else if (grade < 60)
            return "不及格";
            //如果成绩在60与70之间，转成“及格”
        else if (grade < 70)
            return "及格";
            //如果成绩在70与80之间，转成“中等”
        else if (grade < 80)
            return "中等";
            //如果成绩在80与90之间，转成“良好”
        else if (grade < 90)
            return "良好";
            //如果成绩在90与100之间，转成“优秀”
        else if (grade <= 100)
            return "优秀";
            //如果成绩大于100，转成“错误”
        else
            return "错误";
    }
}

2.TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)：先写测试代码，然后再写产品代码的开发方法。TDD的一般步骤如下：

（1）明确当前要完成的功能，记录成一个测试列表
（2）快速完成编写针对此功能的测试用例
（3）测试代码编译不通过
（4）编写产品代码
（5）测试通过
（6）对代码进行重构，并保证测试通过
（7）循环完成所有功能的开发

3.TDD的编码节奏是：

（1）增加测试代码，JUnit出现红条
（2）修改产品代码
（3）JUnit出现绿条，任务完成

• 面向对象三要素

1.抽象：去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同。在抽象的最高层，可以使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解；在抽象的较低层，则采用过程化的方式进行描述。

2.面向对象(Object-Oriented)的三要素包括：封装、继承、多态。面向对象的思想涉及到软件开发的各个方面，如面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象编程实现(OOP)。

让系统支持Byte类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确

// Server Classes
abstract class Data {
    abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends  Data {
    int value;
    Integer() {
        value=100;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
class Byte extends  Data {
    byte value;
    Byte() {
        value=3;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
// Pattern Classes
abstract class Factory {
    abstract public Data CreateDataObject();
}
class IntFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Integer();
    }
}
class ByteFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Byte();
    }
}
//Client classes
class Document {
    Data pd;
    Document(Factory pf){
        pd = pf.CreateDataObject();
    }
    public void DisplayData(){
        pd.DisplayValue();
    }
}
//Test class
public class MyDoc {
    static Document d,e;
    public static void main(String[] args) {
        d = new Document(new IntFactory());
        e = new Document(new ByteFactory());
        d.DisplayData();
        e.DisplayData();
    }
}

以TDD的方式开发一个复数类Complex，要求如下:

// 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)

1.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)

2.模式与设计模式：模式是某外在环境(Context) 下﹐对特定问题(Problem)的惯用解决之道(Solution)。计算机科学中有很多模式:

GRASP模式
分析模式
软件体系结构模式
设计模式：创建型，结构型，行为型
管理模式： The Manager Pool 实现模式
界面设计交互模式
…

3.设计模式实示例：设计模式(design pattern)提供一个用于细化软件系统的子系统或组件，或它们之间的关系图，它描述通信组件的公共再现结构，通信组件可以解决特定语境中的一个设计问题。设计模式有四个基本要素：

Pattern name：描述模式，便于交流，存档
Problem：描述何处应用该模式
Solution：描述一个设计的组成元素，不针对特例
Consequence：应用该模式的结果和权衡（trade-offs）

实验中的问题和解决过程

• 问题：在代码调试过程中出现了编译不成功

• 解决：通过多次验证终于解决了问题。

其他（感悟、思考等，可选）

这次实验耗费了很长时间，IEDA的使用方法需要更加深入的锻炼才能更加方便的使用。对Eclipse的使用也有好处。积少成多才能够取得学习上的进步。

PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	40min	16.70%
设计	80min	33.35%
代码实现	80min	33.35%
测试	20min	8.30%
分析总结	20min	8.30%

参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 《Java学习笔记(第8版)》学习指导

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