20155232 实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

20155232 实验一《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，实验报告模板见QQ群，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）；
3. 实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间。

• 实验步骤

一. 单元测试

TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

我们是该“先写产品代码，然后再写测试代码，通过测试发现了一些Bugs，修改代码”，还是该“先写测试代码，然后再写产品代码，从而写出来的代码就是正确的”呢？当然先写测试代码了。这种先写测试代码，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

基于TDD，我们不会出现过度设计的情况，需求通过测试用例表达出来了，我们的产品代码只要让测试通过就可以了。

参考

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。

如图：测试用例testNormal，测试异常情况的用例testException和一个测试边界情况的用例testBoundary

• 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

• 基于TDD，避免了出现过度设计的情况。测试结果出现了一个红条（red bar）,说明测试没通过，红条上面汇总了测试情况。出现一个绿条（green bar）,说明测试通过了。

• TDD的目标是"Clean Code That Works"，TDD的slogan是"Keep the bar green, to Keep the code clean"

二.参考 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。

• StringBuffer的例子，代码如下：

 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());
 }
}

• 使用TDD的方式完成的：
  
  撰写测试代码
  
  
  
  4个测试用例均通过，所以出现了green bar。

三.参考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： 让系统支持Boolean类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印。
  
  对应的原代码如下：

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();
  }
}

修改后的代码和运行通过截图：

• 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：

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)

• 充分理解OCP和DIP

1. OCP(Open-Closed Principle,开放-封闭原则)：①对扩充开放（Open For Extension ）要求软件模块的行为必须是可以扩充的，在应用需求改变或需要满足新的应用需求时，我们要让模块以不同的方式工作； ②对修改封闭（Closed for Modification ）要求模块的源代码是不可改动的，任何人都不许修改已有模块的源代码。 ③基于OCP，利用面向对象中的多态性（Polymorphic），更灵活地处理变更拥抱变化 OCP可以用以下手段实现：（1）抽象和继承，（2）面向接口编程。

2. DIP(Dependency Inversion Principle,依赖倒置原则)：通过接口或者抽象类，DIP在应用中通过依赖注入的方式实现解耦，重用低级模块，重用实现，解除依赖。

四.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)

码云提交链接：

MyComplex

MyComplexTest

五.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。

类图中只少两个类

六.实验中遇到的问题及解决

1.刚开始会出现红色代码说明有语法错误，这是因为MyUtil中还没有percentage2fivegrade方法，点击左边的灯泡图标可以修复这个问题：



在percentage2fivegrade()方法中加入一行return "错误"即可。

2.现在按照教程需要配置junit.jar，使用虚拟机的搜索，查询位置：

3.配置：

4.但是在配置完之后，test那里还是红色，还是错误：

5.出现以上这种情况需要再配置一个junit-4.12.jar，在配置这个之后，红色test消失，即可运行。

七.实验总结

对于第一次接触单元测试的我来讲，我认为写单元测试可以及时发现代码中存在的问题，减少后期维护的精力和费用，是调试代码的好方式。因为第一次接触TDD所以感觉用的很费劲，实验过程中问题不断，经过询问同学和上网查询，在云班课中提问软件上面出现的各种问题，才把这5个实验做出来，可谓是一波三折。

• PSP

步骤	耗时	百分比
需求分析	50分钟	16.67%
设计	120分钟	40%
代码实现	60分钟	20%
测试	50分钟	16.67%
分析总结	20分钟	6.67%