20145316《Java程序设计》实验二报告

20145316《Java程序设计》实验二报告

一、实验目的与要求

• 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。

二、实验内容

（一）单元测试和TDD

Java中有单元测试工具JUnit来辅助进行TDD，我们用TDD的方式把前面百分制转五分制的例子重写一次，体会一下有测试工具支持的开发的好处。

• 1.打开Eclipse,单击File->New->Java Project新建一个TDDDemo的Java项目。
• 2.注意测试用例前一定要有注解@Test,测试用例方法名任意，代码如下：

• 3.经过测试修改，最终结果如下：

• 4.之后增加测试异常情况和测试边界情况，测试运行结果入下：
  

（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)。OOA根据抽象关键的问题域来分解系统，关注是什么（what）。OOD是一种提供符号设计系统的面向对象的实现过程，用非常接近问题域术语的方法把系统构造成“现实世界”的对象，关注怎么做（how）,通过模型来实现功能规范。OOP则在设计的基础上用编程语言（如Java）编码。贯穿OOA、OOD和OOP的主线正是抽象。
  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，Windows中推荐大家使用StarUML。
  过程抽象的结果是函数，数据抽象的结果是抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT），类可以作具有继承和多态机制的ADT。数据抽象才是OOP的核心和起源。

(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：

• 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）OCP是OOD中最重要的一个原则。

• OCP的内容是：software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.

• 软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。
  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； 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。 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。

  （四）练习

  1、使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。

• （1）伪代码

1，定义一个复数类，分别用变量表示复数的实部和虚部。

2，通过复数类的实部和虚部分别相加减实现复数的相加减。

3，按照复数的格式将复数打印出来

• （2）产品代码
  

• （3）测试代码

三、实验遇到的问题及解决

• 1、在本次试验中，基本掌握了TDD测试方法，由于粗心，第一次实验的时候在进行测试代码编写时忘记输入@Test，导致实验结果失败，进过反复查看老师代码后成功找到错误所在解决了该问题；

• 2、整体实验来看，操作相对不熟悉，经过多次练习，提高了一定的熟练度，大胆尝试着自己独立操作，基本能够达到基础的运行结果；

  四、实验收获

• 在经过第一次实验后，这次实验操作起来相对没那么困难。基于老师详细的步骤，能够成功的得到实验结果。在遇到问题的时候，根据eclipse的错误提示，知道该去哪里找错误，经过仔细查阅代码，独立思考问题所在，大胆尝试修改代码，反复多次调试，最终达到实验练习的题目要求。通过这次的实验操作，学习到了TDD测试方法以及对面向对象的三要素，封装，继承，多态还有抽象等有了一定的了解和认识，弥补了知识的空白。最后又了解了S.O.L.I.D设计原则等。这次试验收获颇多。