20155212 实验二 Java面向对象程序设计

20155212 实验二 Java面向对象程序设计

单元测试

1. 三种代码

• 用编程去解决问题，必须学会写三种码：
  • 伪代码
  • 产品代码
  • 测试代码

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例：

MyUtil 类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";
   }
}

测试代码：

• 用例1：

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!");
    }
}

• 用例2:

 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!");
    }
}

• 用例3：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
        //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!");
    }
}

实验过程截图如下：

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2.TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

• TDD的一般步骤如下：
  • 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
• 用TDD的方式测试StringBUfferDemo

public class StringBufferDemo {
    public static void main(String [] args){
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append('S');
        buffer.append("tringBuffer");
        System.out.println(buffer.charAt(1));
        System.out.println(buffer.capacity());
        System.out.println(buffer.indexOf("tring"));
        System.out.println("buffer = " + buffer.toString());
    }
}

实验过程截图：

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"的抽象能力很大程度上决定了程序员的程序设计能力。

1. 封装、继承与多态
   
   代码：

public abstract class Animal {
    private String color;
    public String getColor() {
        return color;
    }
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
    public abstract String shout();
}
public class Dog extends Animal{
    public String shout(){
        return "汪汪";
    }
       public String toString(){
        return "The Dog's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";
    }
}
public class Cat extends Animal{
    public String shout(){
        return "喵喵";
    }
    public String toString(){
        return "The Cat's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";
    }
}

UML图

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)

1. 模式与设计模式

• 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
• …
  
  这里面最重要的是设计模式，在面向对象中设计模式的地位可以和面向过程编程中的数据结构的地位相当。

1. 设计模式实例

• 四个要素：
  • 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）

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例子:

/**
 * Created by radish608 on 17-4-21.
 */
    // 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=1;
        }
        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;
        public static void main(String[] args) {
            d = new Document(new ByteFactory());
            d.DisplayData();
        }
    }

---

1. 练习
   
   伪代码

Complex类要输出实部，输出虚部，并按照a+bi的形式输出复数。
Complex类中有两个变量，实部a和虚部b；

方法：
getA():返回复数的实部
getB();返回复数的虚部
setA():设置复数的实部
setB();设置复数的虚部
ComplexAdd(Complex c):复数加法
ComplexMinus(Complex c)：复数减法
ComplexMulti(Complex c)：复数乘法
ComplexDiv(Complex c)：复数除法
toString(double a,double b)：输出

产品代码

/**
 * Created by radish608 on 17-4-21.
 */
import java.util.Scanner;
import java.lang.String;

public class Complex {
    private double a;
    private double b;

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

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

    public double getA(){
        return this.a;
    }
    public double getB(){
        return this.b;
    }

    public double setA(double a){
        this.a = a;
        return a;
    }
    public double setB(double b){
        this.b = b;
        return b;
    }

    Complex ComplexAdd(Complex c){
        double a = c.getA();
        double b = c.getB();
        double new_a = a + this.a;
        double new_b = b + this.b;
        return new Complex(new_a, new_b);
    }

    Complex ComplexMinus(Complex c){
        double a = c.getA();
        double b = c.getB();
        double new_a = a - this.a;
        double new_b = b - this.b;
        return new Complex(new_a, new_b);
    }

    Complex ComplexMulti(Complex c){
        double a = c.getA();
        double b = c.getB();
        double new_a = a * this.a;
        double new_b = b * this.b;
        return new Complex(new_a, new_b);
    }
    Complex ComplexDiv(Complex c){
        double a = c.getA();
        double b = c.getB();
        double new_a = (a * c.b + b *c.a) / (c.b * c.b + c.a * c.a);
        double new_b = (b * c.b + a * c.a) / (c.b * c.b + c.a * c.a);
        return new Complex(new_a, new_b);
    }

    public String toString(double a,double b){
        String cnum = " ";
        if(b == 0) {
            cnum = "" + a;
        }
        else if(b < 0) {
            cnum = a + b + "i";
        }
        else if(b > 0){
            cnum = a + "+" + b +"i";
        }
        return cnum;
    }
}

测试代码

PSP(Personal Software Process)

步骤	耗时	百分比
需求分析	20min	16%
设计	30min	24%
代码实现	50min	40%
测试	20min	16%
分析总结	5min	4%

总结与分析

• 我觉得这次最麻烦的是安装Junit吧，主要在于我们对英文GUI的IDEA不够熟悉，并且网上没有很好地教程。中间遇到很多问题，我会放在新的博客中。
• 可能现在代码不是很长，体现不出太多这种高效测试代码方法的优越性，但是我相信在以后Java的学习中，这次实验教会我们的测试方法会让我受益匪浅。