20155238 《JAVA程序设计》实验二（Java面向对象程序设计）实验报告

实验内容

• 1. 初步掌握单元测试和TDD
• 1. 理解并掌握面向对象三要素：封装、继承、多态
• 1. 初步掌握UML建模
• 1. 熟悉S.O.L.I.D原则
• 1. 了解设计模式

实验要求

• 1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程

• 1. 完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导

• 3.严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。

• 4.请大家先在实验楼中的~/Code目录中用自己的学号建立一个目录，代码和UML图要放到这个目录中，截图中没有学号的会要求重做，然后跟着下面的步骤练习。

实验步骤与结果

单元测试

• 三种代码

• 伪代码

• 产品代码

• 测试代码

• TDD

  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（没产品代码呢）
  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（重构下次实验练习）
  7. 循环完成所有功能的开发
  • 伪代码 —— 测试代码 —— 产品代码

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”

• 将伪代码用特定编程语言实现，成为产品代码
• 在本次实验中，我们在IDEA上实现

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";
   }
}

• IDEA实现产品代码

• 产品代码是我们需要向用户提供的，但是为了证明自己的代码没有任何问题，我们还需要自己写测试代码。
  
  程序对于类测试称为单元测试，我们对于各种可出现的情况应该予以测试。

• IDEA测试
  
  

  正常情况
  
  、

  出错情况
  
  

  边界情况
  
  

• Java中有单元测试工具JUnit来辅助进行TDD。在电脑上安装的IDEA版本中自带有junit，省去了安装junit的麻烦。

• 出现问题。

  ```Tsetcase```是红色的，在教程中得知需要寻找```junit,jar```安装包，但在自己的PC中查找此安装包费了太多时间，
   还是找不到。所以下载了Everything搜索工具。
  

• TDD研究StringBuffer

面向对象三要素

• 抽象
  
  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

• 封装、继承与多态

• 面向对象三要素是“封装、继承、多态”，任何面向对象编程语言都会在语法上支持这三要素。

设计模式

• 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)

• 任务
  
  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。让系统支持Boolean类。

• 任务
  
  使用TDD的方式设计关实现复数类Complex

• 伪代码

double RealPart;复数的实部
double ImagePart;复数的虚部

getRealPart():返回复数的实部
getImagePart();返回复数的虚部
setRealPart():设置复数的实部
setImagePart();设置复数的虚部

定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I)

定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a):实现复数加法
Complex ComplexSub(Complex a):实现复数减法
Complex ComplexMulti(Complex a):实现复数乘法
Complex ComplexDiv(Complex a):实现复数除法

③Override Object
public String toString():将计算结果转化为字符串形式并输出

• 产品代码

• 测试代码

UML类图

• 在UML的静态机制中类图是一个重点，它不但是设计人员关心的核心，更是实现人员关注的核心。建模工具也主要根据类图来产生代码。类图在UML的9个图中占据了一个相当重要的地位。James Rumbaugh对类的定义是：类是具有相似结构、行为和关系的一组对象的描述符。类是面向对象系统中最重要的构造块。类图显示了一组类、接口、协作以及他们之间的关系。在UML中问题域最终要被逐步转化，通过类来建模，通过编程语言构建这些类从而实现系统。类加上他们之间的关系就构成了类图，类图中还可以包含接口、包等元素，也可以包括对象、链等实例。

• 可参考

PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	20min	12.5%
设计	40min	20%
代码实现	40min	20%
测试	30min	18.75%
分析总结	30min	18.75%

分析与总结

• 通过本次试验，对于编写和编译代码有了新的认识。

• 深一步的学会了IDEA的使用方法。了解并实践了JUNIT的实现使用方法。初步使用了UML建模工具

• 对面向对象三要素有了一个更清晰的认识，能够在老师的教程下，一步一步实现代码编写。

• 对于伪代码，产品代码，测试代码有了很深的记忆和认识，清楚地明白三者之间的关系，以及程序的流程，以及实现的方法。

• 本次试验相较于第一次试验，有了更多的准备，也能有条不紊的一步一步实现实验目标。实验过程中仍会出现许多问题，但能够在自己的努力和向他人答疑的过程中解决大部分。