2018-2019-2 20175234 实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

目录

• 实验内容
• 实验要求
• 实验步骤
  • 一、单元测试
    • 定义
    • 伪代码
    • 产品代码
    • 测试代码(范例：边界测试)
    • 测试结果截图
  • 二、TDD(Test Driven Devlopment测试驱动开发)
    • 定义
    • TDD的一般步骤如下：
    • 安装Junit
      • 问题
    • 书上题习题范例代码截图
    • StringBuffer
      • 产品代码
      • 测试代码
      • 测试结果截图
  • 三、面向对象三要素
  • 四、设计模式初步
    • 设计模式示例
      • 产品代码
      • 运行截图
  • 五、练习
• 实验收获
• 参考资料

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. 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。
2. 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

一、单元测试

定义

单元测试（unit testing），是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。

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(范例：边界测试)

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
        //测试边界情况
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(0) != "不c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!");
    }
}

测试结果截图

（正常情况、异常情况、边界情况）

二、TDD(Test Driven Devlopment测试驱动开发)

定义

先写测试代码，然后再写产品代码的开发方法叫“测试驱动开发”（TDD）

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

安装Junit

问题

junit 使用org.junit不存在,点到代码中红色的部分显示Cannot resolve symbol 'junit'

解决措施：File -> Project Struct... -> Libraies -> 点击绿色的加号 -> Java -> 找到 IDEA 安装路径下的 Lib 中的junit-4.12 ->点击OK

书上题习题范例代码截图

StringBuffer

产品代码

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());
     }
}

测试代码

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

public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
StringBuffer a =new StringBuffer("StringBuffer");//测试12字节
StringBuffer b=new StringBuffer("StringBufferStringBuffer");//测试24字节
StringBuffer c =new StringBuffer("StringBufferStringBufferStringBuffer");//测试36字节
    @Test
    public void testcharAt() throws Exception{
        assertEquals('S',a.charAt(0));
        assertEquals('i',a.charAt(3));
        assertEquals('g',a.charAt(5));
        assertEquals('r',a.charAt(11));
    }
    @Test
    public void testcapacity()throws Exception{
        assertEquals(28,a.capacity());
        assertEquals(40,b.capacity());
        assertEquals(52,c.capacity());
    }

    @Test
    public void testindexOf()throws Exception{
        assertEquals(0,a.indexOf("Str"));
        assertEquals(3,a.indexOf("ing"));
        assertEquals(5,a.indexOf("gBu"));
        assertEquals(8,a.indexOf("ffer"));

    }

}

测试结果截图

三、面向对象三要素

• 抽象：抽出事物的本质特征而暂不考虑细节，对于复杂的问题分层求解
  
  过程抽象：结果是函数
  
  数据抽象：结果是抽象数据类型
• 封装，继承与多态（面向对象的三要素）
  
  封装：将数据与相关行为包装在一起以实现信息隐藏，java中使用类进行封装，接口是封装准确描述手段
• 继承：关键在于确认子类为父类的一个特殊类型，以封装为基础，继承可以实现代码复用，继承更重要的作用是实现多态。
  
  多态：同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式

四、设计模式初步

• 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)
  
  对扩充开放，对修改封闭：抽象和继承；面向接口编程
  
  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)
• 设计模式
  
  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）

设计模式示例

体会OCP原则和DIP原则的应用初步理解设计模式设计，对示例进行代码扩充

学号20175234，题目4

产品代码

abstract class Data {
    abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends  Data {
    int value;
    Integer() {
        value=100;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
class Float extends Data {
    float value;
    Float(){
        value=4.4f;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}
abstract class Factory {
    abstract public Data CreateDataObject();
}
class IntFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Integer();
    }
}
class FloatFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Float();
    }
}
class Document {
    Data pd;
    Document(Factory pf){
        pd = pf.CreateDataObject();
    }
    public void DisplayData(){
        pd.DisplayValue();
    }
}
public class MyDoc {
    static Document d;
    static Document e;
    public static void main(String[] args) {
        e=new Document(new FloatFactory());
        e.DisplayData();
    }
}

运行截图

五、练习

1.使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。码云链接

2.实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时（分钟）	百分比
需求分析	5	5
设计	15	15
代码实现	25	25
测试	25	25
分析总结	30	30

实验收获

• 编写程序时要善于思考，在运行前构想运行结果，在与预想不相符的情况下，要了解粗错原因。要善于使用API，要会查询类及其方法。
• 要学会使用JUnit。在写易出错、复杂的程序时，先写测试代码，然后再写产品代码。

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参考资料

• Java学习笔记(第8版)

• 实验二 Java面向对象程序设计

• Intellj IDEA 简易教程