2016-2017-2 20155324实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

实验内容

  • 初步掌握单元测试和TDD

  • 理解并掌握面向对象三要素:封装、继承、多态

  • 初步掌握UML建模

  • 熟悉S.O.L.I.D原则

  • 了解设计模式

实验步骤

  • 单元测试

1.三种代码:伪代码、产品代码、测试代码。我们应该先写伪代码->再用特定编程语言翻译成产品代码->最后写测试代码,验证自己的代码有没有问题。

(1)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”

(2)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";
}
}

(3)测试代码

用50分测试时:

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!");
}
}

测试正常情况时:

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!");
}
}

输入负分或大于100时:

public class MyUtilTest3 {
public static void main(String[] args) {
//测试出错情况
if(MyUtil2.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
System.out.println("test failed 1!");
else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(115) != "错误")
System.out.println("test failed 2!");
else
System.out.println("test passed!");
}
}

改正错误后最后代码:

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";
}
}

2.TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发):先写测试代码,然后再写产品代码的开发方法。TDD的一般步骤如下:

(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
(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
(7)循环完成所有功能的开发

3.TDD的编码节奏是:

(1)增加测试代码,JUnit出现红条
(2)修改产品代码
(3)JUnit出现绿条,任务完成

  • 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。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。

2.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)。

让系统支持Byte类,并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确

// 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=3;
}
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,e;
public static void main(String[] args) {
d = new Document(new IntFactory());
e = new Document(new ByteFactory());
d.DisplayData();
e.DisplayData();
}
}
以TDD的方式开发一个复数类Complex,要求如下:

// 定义属性并生成getter,setter
double RealPart;
double ImagePart;
// 定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I) //Override Object
public boolean equals(Object obj)
public String toString() // 定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a)
Complex ComplexSub(Complex a)
Complex ComplexMulti(Complex a)
Complex ComplexDiv(Complex a)

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)

2.模式与设计模式:模式是某外在环境(Context) 下﹐对特定问题(Problem)的惯用解决之道(Solution)。计算机科学中有很多模式:

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

3.设计模式实示例:设计模式(design pattern)提供一个用于细化软件系统的子系统或组件,或它们之间的关系图,它描述通信组件的公共再现结构,通信组件可以解决特定语境中的一个设计问题。设计模式有四个基本要素:

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)

实验中的问题和解决过程

  • 问题:在代码调试过程中出现了编译不成功

  • 解决:通过多次验证终于解决了问题。

其他(感悟、思考等,可选)

这次实验耗费了很长时间,IEDA的使用方法需要更加深入的锻炼才能更加方便的使用。对Eclipse的使用也有好处。积少成多才能够取得学习上的进步。

PSP(Personal Software Process)时间

步骤 耗时 百分比
需求分析 40min 16.70%
设计 80min 33.35%
代码实现 80min 33.35%
测试 20min 8.30%
分析总结 20min 8.30%

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