20155320 实验二 Java面向对象程序设计

20155320 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

（一）单元测试

三种代码

• 伪代码

与具体编程语言无关，不要写与具体编程语言语法相关的语句（如用malloc分配内存，这样只能用C语言编程了），伪代码从意图层面来解决问题，最终，伪代码是产品代码最自然的、最好的注释

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
• 为50时的测试

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!");
    }
}

• 多组正常情况下的测试

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

• 异常情况测试

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!");
    }
}

由测试结果将代码修改为：

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";
   }
}

• 边界测试

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!");
    }
}

出现了如下情况：

原因是产品代码没有将100这个数值进行正确处理，因此要把代码调整成

else if (grade <= 100)
       return "优秀";

最终我使用Junit将三个测试用例整合在一起做了测试如下：

TDD的使用

TDD的一般步骤：

• 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

我按步骤完成了StringBuffer几个测试用例的检测：

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

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：

class Integer {
   int value;
   public Integer(){
      value=100;
   }
   public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
   }
}
class Document {
   Integer pi;
   public Document(){
       pi = new Integer();
   }
   public void DisplayData(){
      pi.DisplayValue();
   }
}
public class MyDoc{
   static Document d;
   public static void main(String [] args) {
        d = new Document();
        d.DisplayData();
  }
}

为了让其支持Boolean型，我多增加了一段代码。

class Boolean extends Data{
    boolean value;
    Boolean(){
           value=true;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}

最后

以TDD的方式开发一个复数类Complex

public class MyComplex {

    private double realPart;
    private double imaginPart;
    public MyComplex(){
        double realPart;
        double imaginPart;
    }
    public MyComplex(double r,double i){
        double realPart;
        double imaginPart;
        this.realPart=r;
        this.imaginPart=i;
    }
    public double getRealPart(){
        return realPart;
    }
    public double getImaginPart(){
        return imaginPart;
    }
    public void setRealPart(double d){
        this.realPart=d;
    }

    public void setImaginPart(double d) {
        this.imaginPart =d;
    }
    public void ComplexAdd(MyComplex c){
        this.realPart+=c.realPart;
        this.imaginPart+=c.imaginPart;
    }
    public void ComplexAdd(double c){
        this.realPart+=c;
    }
    public void ComplexMinus(MyComplex c){
        this.realPart-=c.realPart;
        this.imaginPart-=c.imaginPart;
    }
    public void ComplexMinus(double c){
        this.realPart-=c;
    }
    public void ComplexMulti(MyComplex c){
        this.realPart*=c.realPart;
        this.imaginPart*=c.imaginPart;
    }
    public void ComplexMulti(double c){
        this.realPart*=c;
    }
}

又写了测试代码，用三个测试用例一起检测了，测试结果如下：

使用StarUML对实验二中的代码进行建模

我首先下载了StarUML软件，并在百度上搜索了一篇使用教程进行了相关学习。

我建模的对象时老师博客中给的程序：

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() + "!";
    }
}

建模后结果为：

PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	10min	5%
设计	10min	10%
代码实现	50min	60%
测试	15min	15%
分析总结	15min	10%