20155236 《Java程序设计》实验二实验报告

20155236 《Java程序设计》实验一（Java开发环境的熟悉）实验报告

一、实验内容及步骤

实验内容

1.初步掌握单元测试和TDD

2.理解并掌握面向对象三要素：封装、继承、多态

3.初步掌握UML建模

4.熟悉S.O.L.I.D原则

5.了解设计模式

实验步骤

（一）单元测试

以MyUtil为列，进行代码编写

需求：我们要在一个MyUtil类中解决一个百分制成绩转成“优、良、中、及格、不及格”五级制成绩的功能。

• 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”

• 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";
   }
  }

先根据伪代码写出原始代码，接下来我们可以用测试代码检验我们的产品代码是否完善。

• 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!");
      //测试边界情况
      if(MyUtil.percentage2fivegrade(0) != "不及格")
          System.out.println("test failed 1!");
      else if(MyUtil.percentage2fivegrade(60) != "及格")
          System.out.println("test failed 2!");
      else if(MyUtil.percentage2fivegrade(70) != "中等")
          System.out.println("test failed 3!");
      else if(MyUtil.percentage2fivegrade(80) != "良好")
          System.out.println("test failed 4!");
      else if(MyUtil.percentage2fivegrade(90) != "优秀")
          System.out.println("test failed 5!");
      else if(MyUtil.percentage2fivegrade(100) != "优秀")
          System.out.println("test failed 6!");
      else
          System.out.println("test passed!");
   }
  }

• 经过一系列测试后，我们将产品代码完善为：

   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";
    }
   }
  

  我们是完成了对MyUtil边界，以及超额情况的修正，保证了我们代码的安全性，现在它才是一个完整的++产品代码++。

(2) TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

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

首先我们要了解TDD的编码节奏是：

• 增加测试代码，JUnit出现红条
• 修改产品代码
• Junit出现绿条，任务完成

先跟着老师给的TDD实例走了一遍，然后对于StringBufferDemo进行了TDD编码，截图如下：

(3)学号%6后进行题目的挑选，我的是0：使系统接受Byte类。

根据老师给的范例，添加代码使得Byte类被接受。

为了防止“拷贝黏贴”式开发，我们必须学会过程抽象，

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)

代码及运行截图：

(4)使用TDD的方式设计关实现复数类Complex

/**

• Created by apple on 2017/4/21.

*/

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;
}

}

(5)画图

1.抽象

"去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同"。抽象就是抽出事物的本质特征而暂时不考虑他们的细节。对于复杂系统问题人们借助分层次抽象的方法进行问题求解；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。在描述问题解时，使用面向问题和面向实现的术语。程序设计中，抽象包括两个方面，一是过程抽象，二是数据抽象。

2.封装、继承与多态

面向对象(Object-Oriented)的三要素包括：封装、继承、多态。过程抽象的结果是函数，数据抽象的结果是抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT），类可以作具有继承和多态机制的ADT。数据抽象才是OOP的核心和起源。

OO三要素的第一个要素是封装，封装就是将数据与相关行为包装在一起以实现信息就隐藏。Java中用类进行封装。

封装实际上使用方法(method)将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度,从而带来模块化(Modularity)和信息隐藏(Information hiding)的好处；接口（interface）是封装的准确描述手段。

步骤	耗时	百分比
需求分析	30 min	15.38%
设计	1 h	30.77%
代码实现	1 h	30.77%
测试	30min	15.38%
分析总结	15min	7.69%