20155315 2016-2017-2 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
• 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

实验知识点

• 1.参考Intellj IDEA 简易教程
  
  提交最后三个测试用例都通过的截图，截图上要有画图加水印，输入自己的学号。
• 2.参考 积极主动敲代码使用JUnit学习Java,
  
  以 TDD的方式研究学习StringBuffer，提交你的单元测试用例和测试通过的截图，截图要加上学号水印。
• 3.实验二Java面向对象程序设计
  
  对设计模式示例进行扩充，体会OCP原则和DIP原则的应用，初步理解设计模式用自己的学号%6进行取余运算，根据结果进行代码扩充：
  • 0： 让系统支持Byte类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
  • 1： 让系统支持Short类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
  • 2： 让系统支持Boolean类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
  • 3： 让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
  • 4： 让系统支持Float类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
  • 5： 让系统支持Double类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确

4.以TDD的方式开发一个复数类Complex支持加减乘除。

5.使用StarUML对实验二中的代码进行建模，发类图的截图，加上学号水印。类图中至少两个类。

实验步骤

（一）单元测试

（1）三种代码

• 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";
   }
}

• 测试代码：为了检测代码的健硕性，避免出现bug需要对代码进行测试，这个时候就需要使用测试代码。
• 测试截图如下
  
  

（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

（3）在IDEA中使用Junit

• 根据老师教程中的步骤，在IDEA中使用Junit进行单元测试。

（4）使用TDD

• 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
• 实验题目的产品代码测试代码以及结果截图
  
  
  
  
  
  

（二）面向对象三要素

• （1）抽象
  • 抽象一词的本意是指人在认识思维活动中对事物表象因素的舍弃和对本质因素的抽取。抽象是人类认识复杂事物和现象时经常使用的思维工具，抽象思维能力在程序设计中非常重要，"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。
  • 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。
  • 面向对象的思想涉及到软件开发的各个方面，如面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象编程实现(OOP)。
  • OOD中建模会用图形化的建模语言UML（Unified Modeling Language）,UML是一种通用的建模语言
    
    通过学习完成了实验的第五个内容。
  • 步骤如下：
• 1.下载安装 StarUML，并学习使用。
• 2.学习教程中的代码

   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 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() + "!";
    }
}
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() + "!";
    }
}

• 3.利用StarUML完成建模，得到如下图所示
  
  

（三）设计模式初步

（1）S.O.L.I.D原则

• 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。
• 如何借助抽象思维用好三要素特别是多态还是非常困难的，S.O.L.I.D类设计原则是一个很好的指导，它包括SRP(单一职责原则)、
  • OCP(开放-封闭原则)、
  • LSP(替换原则)、
  • ISP(接口分离原则)、
  • DIP(依赖倒置原则)。
• 设计模式：创建型，结构型，行为型
  
  通过这部分的学习完成了本次实验的第三个内容，学号模6后我的实验题目是3。我通过已有的代码新建了一个long类来继承Data，新建一个个LongFactory类来继承Factory。
  
  测试结果如下
  
  

（四）使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。

• 伪代码

Complex类
定义实部以及虚部；
方法Set设置实部,以及虚部：public  double setRealPart()，public double setImagePart();
方法Get取得实部，以及虚部：public  double getRealPart()，public double getImagePart();
方法加法Complex ComplexAdd(Complex a)
方法减法Complex ComplexSub(Complex a)
方法乘法Complex ComplexMultib(Complex a)
方法除法Complex ComplexDiv(Complex a)
方法toString()控制输出格式

• 代码链接
• 测试代码链接
• 测试结果如下
  
  

实验体会

这是第二次Java实验课，这次实验老师要求我们用TDD和Junit学习Java。一开始我按照老师的教程一步步学习，渐渐地发现代码经常会出现错误，一点点查书，一点点改正错误，虽然还不是很熟练，但对于遇到的问题都能自己想到办法解决，对于代码中出现的错误，也能够根据之前学过的知识进行改正。这两次的实验总在学新的东西，在接下来的时间里，我还会继续跟着老师的步伐，继续敲代码。