20155233 《Java程序设计》 实验二 Java面向对象程序设计

20155233 《Java程序设计》 实验二 Java面向对象程序设计

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

实验步骤与内容

（一）单元测试

1.Junit的使用

1.新建文件夹：

打开Linux下的终端控制(Ctrl+Alt+T) → 输入./idea/bin/idea.sh命令进入IDEA程序 → 建立~/20155233/20155233/exp2下的Project

2.新建一个MyUtil类的产品代码，输入以下：

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.针对MyUtil写一个测试模块MyUtilTest,根据Intellj IDEA简易教程的单元测试中提到的那样，我们New->Directory输入test``````test目录中放的也是Java代码，但IDEA不知道test中放的是源代码。在命令行中我们知道要设置SOURCEPATH环境变量，在IDEA中我们右键单击test目录，在弹出的菜单中选择Mark Directory as->Test Sources Root就可以了。

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;

/**
 * Created by liugaole on 17-4-20.
 */

public class MyUtilTest extends TestCase {
    @Test
        public void testExceptions() {
            // 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!");
        }
    @Test
        public void testMore() {
            //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!");
        }
        @Test
        public void testRead() {
            //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!");
        }

        @Test
            public void testBj() {
                //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!");
            }
        }

4.在IDEA中一一测试可能出现的情况，截图如下：

5.最终MyUtil代码如下：

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.以TDD的方式研究StringBuffer

1.打开IDEA，新建一个名为TDDDemo的project，新建StringBufferDemo类，输入以下代码：

/**
 * Created by liugaole on 17-4-20.
 */
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 buf) {
        return buffer.indexOf(buf);
    }
}

2.编辑运行Junit测试用例StringBufferDemoTest：

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;

/**
 * Created by liugaole on 17-4-20.
 */
public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
    StringBuffer a = new StringBuffer("StringBuffer");//测试12个字符（<=16）
    StringBuffer b = new StringBuffer("StringBufferStringBuffer");//测试24个字符（>16&&<=34）
    StringBuffer c = new StringBuffer("StringBufferStringBufferStringBuffer");//测试36个字符（>=34）
    @Test
    public void testA() throws Exception{
        assertEquals('S',a.charAt(0));
        assertEquals('g',a.charAt(5));
        assertEquals('r',a.charAt(11));
    }
    @Test
    public void testB() throws Exception{
        assertEquals(28,a.capacity());
        assertEquals(40,b.capacity());
        assertEquals(52,c.capacity());
    }
    @Test
    public void testC() throws Exception{
        assertEquals(12,a.length());
        assertEquals(24,b.length());
        assertEquals(36,c.length());
    }
    @Test
    public void testD() throws Exception{
        assertEquals(0,a.indexOf("Str"));
        assertEquals(5,a.indexOf("gBu"));
        assertEquals(10,a.indexOf("er"));
    }
}

3.运行结果如下图所示：

（二）体会OCP原则和DIP原则的应用

让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确

1.新建MyDoc的project，编写MyDoc类改写试例程序为：

/**
 * Created by liugaole on 17-4-20.
 */

/**
 * // 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);
 }
 }
 // Pattern Classes
 abstract class Factory {
 abstract public Data CreateDataObject();
 }
 class IntFactory extends Factory {
 public Data CreateDataObject(){
 return new Integer();
 }
 }
 //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();
 }
 }
 */
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 {
    long 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 LongFactory());
        d.DisplayData();
    }
}

2.运行结果如下图：

（三）以TDD的方式开发一个复数类Complex

1.新建Complexproject，编写Complex类，程序如下：

public class Complex {
    double a, b;

    Complex() {
        this.a = 0;
        this.b = 0;
    }

    Complex(double a) {
        this.a = a;
        this.b = 0;
    }

    Complex(double a, double b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    Complex jia(Complex p1, Complex p2) {
        Complex p = new Complex(p1.a + p2.a, p1.b + p2.b);
        return p;
    }

    Complex jian(Complex p1, Complex p2) {
        Complex p = new Complex(p1.a - p2.a, p1.b - p2.b);
        return p;
    }

    Complex cheng(Complex p1, Complex p2) {
        Complex p = new Complex(p1.a * p2.a - p1.b * p2.b, p1.b * p2.a + p1.a * p2.a);
        return p;
    }
    Complex chu(Complex p1, Complex p2) {
        Complex p = new Complex(p1.a / p2.a - p1.b / p2.b, p1.b / p2.a + p1.a / p2.a);
        return p;
    }

    void Print() {
        System.out.println("复数的值为：");
        if (this.b != 0)
            System.out.println(this.a + "+" + this.b + "i");
        else System.out.println(this.a);
    }
}

2.对产品代码进行Junit测试，测试代码如下：

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;

/**
 * 20155233 23:29
 */
public class ComplexTest extends TestCase {

    @Test
    public void testNormal() throws Exception{
        Complex c=new Complex();
        Complex c1=new Complex(4,5);
        Complex c2=new Complex(6,7);
        c1.Print();
        c2.Print();
        System.out.println("这两复数和为：");
        System.out.println((c.jia(c1, c2).a+"+"+c.jia(c1, c2).b+"i").toString());
        System.out.println("这两复数差为：");
        System.out.println(c.jian(c1, c2).a+"+"+c.jian(c1, c2).b+"i");
        System.out.println("这两复数乘积为:");
        System.out.println(c.cheng(c1, c2).a+"+"+c.cheng(c1,c2).b+"i");
        System.out.println("这两复数相除为:");
        System.out.println(c.chu(c1, c2).a+"+"+c.chu(c1,c2).b+"i");
    }
}

3.通过测试，测试结果如下图：

（四）使用StarUML对实验中的代码进行建模

类图中只少两个类

1.根据实验指导，下载并安装StarUML；

2.新建一个Animalclass类，并添加构成元素；

3.新建名为Dog,Cat的class类，并让其继承父类Animal;

4.所建UML图如下：

实验感想

本次实验涉及知识内容广，对IDEA的进一步了解进行了充分的尝试，其中JUnit测试方法的使用将起到事半功倍的效果，StarUML图将对我们以后梳理知识结构起到很大的帮助效果。

OCP原则和DIP原则，会让Java代码变得更加条理化，便于更改、可读性也会大大提高。

虽然本次实验的难点很多，但根据老师实验指导书的步骤一步一步来走，我们不难作出实验，很容易将新的知识消化。

PSP(Personal Software Process)时间：

步骤	耗时	百分比
需求分析	10min	3.6%
设计	20min	7.1%
代码实现	180min	64.3%
测试	40min	14.3%
分析总结	30min	10.7%