2016-2017-2 20155227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

实验要求

1.参考Intellj IDEA 简易教程

提交最后三个测试用例都通过的截图,截图上要有画图加水印,输入自己的学号。

2.参考 积极主动敲代码使用JUnit学习Java,

以 TDD的方式研究学习StringBuffer,提交你的单元测试用例和测试通过的截图,截图要加上学号水印。

3.实验二 Java面向对象程序设计

对设计模式示例进行扩充,体会OCP原则和DIP原则的应用,初步理解设计模式用自己的学号%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

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

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

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

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

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

4.以TDD的方式开发一个复数类Complex支持加减乘除。

5.使用StarUML对实验二中的代码进行建模,发类图的截图,加上学号水印。类图中至少两个类。

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";
}
}

(3)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", MyUtil.percentage2fivegrade(55));
assertEquals("及格", MyUtil.percentage2fivegrade(65));
assertEquals("中等", MyUtil.percentage2fivegrade(75));
assertEquals("良好", MyUtil.percentage2fivegrade(85));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(95));
}
@Test
public void testExceptions() {
assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(-55));
assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(105));
}
@Test
public void testBoundary() {
assertEquals("不及格", MyUtil.percentage2fivegrade(0));
assertEquals("及格", MyUtil.percentage2fivegrade(60));
assertEquals("中等", MyUtil.percentage2fivegrade(70));
assertEquals("良好", MyUtil.percentage2fivegrade(80));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(90));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(100));
}
}

测试通过截图:

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

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

第二个提交点:

第四个提交点:

  • 实验代码:
public class Complex {
private double realPart;
private double imaginPart;
public Complex(){
double realPart;
double imaginPart;
}
public Complex(double r,double i){
double realPart;
double imaginPart;
this.realPart=r;
this.imaginPart=i;
}
public double getRealPart(){
return realPart;
}
public double getImaginPart(){
return imaginPart;
}
public void setRealPart(double d){
this.realPart=d;
} public void setImaginPart(double d) {
this.imaginPart =d;
}
public void ComplexAdd(Complex c){
this.realPart+=c.realPart;
this.imaginPart+=c.imaginPart;
}
public void ComplexAdd(double c){
this.realPart+=c;
}
public void ComplexMinus(Complex c){
this.realPart-=c.realPart;
this.imaginPart-=c.imaginPart;
}
public void ComplexMinus(double c){
this.realPart-=c;
}
public void ComplexMulti(Complex c){
this.realPart*=c.realPart;
this.imaginPart*=c.imaginPart;
}
public void ComplexMulti(double c){
this.realPart*=c;
}
}
  • 测试类运行通过截图:

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)。

OOA根据抽象关键的问题域来分解系统,关注是什么(what)。
OOD是一种提供符号设计系统的面向对象的实现过程,用非常接近问题域术语的方法把系统构造成“现实世界”的对象,关注怎么做(how),通过模型来实现功能规范。
OOP则在设计的基础上用编程语言(如Java)编码。 public class Dog {
private String color;
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public String bark(){
return "汪汪";
}
public String toString(){
return "The Dog's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.bark() + "!";
}
}

设计模式初步

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)

练习

让系统支持Long类,并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确。



abstract class Data {
abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
int value;
Integer() {
value=100;
}
public void DisplayValue(){
System.out.println (value);
}
}
class Long extends Data {
int value;
Long() {
value=1234567890;
}
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 LongFactory extends Factory {
public Data CreateDataObject(){
return new Long();
}
}
//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;
public static void main(String[] args) {
d = new Document(new IntFactory());
d.DisplayData();
d = new Document(new LongFactory());
d.DisplayData();
}
}

运行结果:

PSP(Personal Software Process)时间

步骤 耗时 百分比
需求分析 40min 16.7%
设计 80min 33.35%
代码实现 80min 33.35%
测试 20min 8.3%
分析总结 20min 8.3%

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