2015526 《Java程序设计》实验二实验报告
一、单元测试和TDD
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用程序解决问题时，要学会写以下三种代码：
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伪代码
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产品代码
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测试代码
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正确的顺序应为：伪代码（思路）→ 测试代码（产品预期功能）→ 产品代码（实现预期功能），这种开发方法叫“测试驱动开发”（TDD）。
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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
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基于TDD，可以有效避免过度开发的现象，因为我们只需要让测试通过即可。
任务一：实现百分制成绩转成“优、良、中、及格、不及格”五级制成绩的功能
- 首先设计伪代码。
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”
- 其次，选择一种语言把伪代码实现，也就成了产品代码
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";
}
}
- 这是我们就需要写测试代码。根据我们现在的理解，测试代码不就是不断调用System.out.println()：
public class MyUtilTest {
public static void main(String[] args) {
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!");
}
}
实验结果
任务二：以TDD的方式研究学习StringBuffer
1.这个任务主要锻炼我们自己写JUnit测试用例的能力。老师在教程里给出的程序如下：
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.length());
System.out.println(buffer.indexOf("tring"));
System.out.println("buffer = " + buffer.toString());
- 对于这个程序，设计测试代码
public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
StringBuffer a = new StringBuffer("StringBuffer");//测试12个字符（<=16）
StringBuffer b = new StringBuffer("StringBufferStringBuffer");//测试24个字符（>16&&<=34）
StringBuffer c = new StringBuffer("StringBufferStringBufferStringBuffer");//测试36个字符（>=34）
@Test
public void testcharAt() throws Exception{
assertEquals('S',a.charAt(0));
assertEquals('g',a.charAt(5));
assertEquals('r',a.charAt(11));
}
@Test
public void testcapacity() throws Exception{
assertEquals(28,a.capacity());
assertEquals(40,b.capacity());
assertEquals(52,c.capacity());
}
@Test
public void testlength() throws Exception{
assertEquals(12,a.length());
assertEquals(24,b.length());
assertEquals(36,c.length());
}
@Test
public void testindexOf() throws Exception{
assertEquals(0,a.indexOf("Str"));
assertEquals(5,a.indexOf("gBu"));
assertEquals(10,a.indexOf("er"));
}
}
实验结果
任务三：对MyDoc类进行扩充，让其支持Boolean类，初步理解设计模式
- OCP是OOD中最重要的一个原则，要求软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。也就是说，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；同时，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。OCP可以用以下手段实现：（1）抽象和继承，（2）面向接口编程。
以这道题为例，已有的支持Int型的代码如下：
abstract class Data{
public abstract void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
int value;
Integer(){
value=100;
}
public void DisplayValue(){
System.out.println(value);
}
}
class Document {
Data pd;
Document() {
pd=new Integer();
}
public void DisplayData(){
pd.DisplayValue();
}
}
public class MyDoc {
static Document d;
public static void main(String[] args) {
d = new Document();
d.DisplayData();
}
}
2.如果要求支持Boolean类，更改。
// 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 Boolean extends Data { //Boolean类
boolean value;
Boolean() {
value=false;
}
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 BooleanFactory extends Factory { //抽象出Boolean工厂
public Data CreateDataObject() {
return new Boolean();
}
}
//Client classes
class Document {
Data pd;
Document(Factory pf){
pd = pf.CreateDataObject();
}
public void DisplayData(){
pd.DisplayValue();
}
}
//Test class
public class MyDoc20155314 {
static Document d;
static Document b;
public static void main(String[] args) {
d = new Document(new IntFactory());
b = new Document(new BooleanFactory()); //实例化Boolean型变量b
d.DisplayData();
b.DisplayData();
}
}
任务四：以TDD的方式开发一个复数类Complex
- 经过以上的学习，我们已经可以基本熟练地应用TDD方法，并跟随TDD方法的节奏设计出伪代码、产品代码和测试代码了，这个任务算是对以上学习内容的回顾。
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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。
- 测试代码：
public class ComplexTest extends TestCase {
Complex c1 = new Complex(0, 3);
Complex c2 = new Complex(-1, -1);
Complex c3 = new Complex(2,1);
@Test
public void testgetRealPart() throws Exception {
assertEquals(-1.0, Complex.getRealPart(-1.0));
assertEquals(5.0, Complex.getRealPart(5.0));
assertEquals(0.0, Complex.getRealPart(0.0));
}
@Test
public void testgetImagePart() throws Exception {
assertEquals(-1.0, Complex.getImagePart(-1.0));
assertEquals(5.0, Complex.getImagePart(5.0));
assertEquals(0.0, Complex.getImagePart(0.0));
}
@Test
public void testComplexAdd() throws Exception {
assertEquals("-1.0+2.0i", c1.ComplexAdd(c2).toString());
assertEquals("2.0+4.0i", c1.ComplexAdd(c3).toString());
assertEquals("1.0", c2.ComplexAdd(c3).toString());
}
@Test
public void testComplexSub() throws Exception {
assertEquals("1.0+4.0i", c1.ComplexSub(c2).toString());
assertEquals("-2.0+2.0i", c1.ComplexSub(c3).toString());
assertEquals("-3.0 -2.0i", c2.ComplexSub(c3).toString());
}
@Test
public void testComplexMulti() throws Exception {
assertEquals("3.0 -3.0i", c1.ComplexMulti(c2).toString());
assertEquals("-3.0+6.0i", c1.ComplexMulti(c3).toString());
assertEquals("-1.0 -3.0i", c2.ComplexMulti(c3).toString());
}
@Test
public void testComplexComplexDiv() throws Exception {
assertEquals("-1.5 -1.5i", c1.ComplexDiv(c2).toString());
assertEquals("1.2+0.6i", c1.ComplexDiv(c3).toString());
assertEquals("-0.6 -0.6i", c2.ComplexDiv(c3).toString());
}
}
- 产品代码如下：
public class Complex{
private double r;
private double i;
public Complex(double r, double i) {
this.r = r;
this.i = i;
}
public static double getRealPart(double r) {
return r;
}
public static double getImagePart(double i) {
return i;
}
public Complex ComplexAdd(Complex c) {
return new Complex(r + c.r, i + c.i);
}
public Complex ComplexSub(Complex c) {
return new Complex(r - c.r, i - c.i);
}
public Complex ComplexMulti(Complex c) {
return new Complex(r * c.r - i * c.i, r * c.i + i * c.r);
}
public Complex ComplexDiv(Complex c) {
return new Complex((r * c.i + i * c.r)/(c.i * c.i + c.r * c.r), (i * c.i + r * c.r)/(c.i * c.i + c.r * c.r));
}
public String toString() {
String s = " ";
if (i > 0)
s = r + "+" + i + "i";
if (i == 0)
s = r + "";
if (i < 0)
s = r + " " + i + "i";
return s;
}
}
任务五：使用StarUML对实验二中的代码进行建模
- UML是一种通用的建模语言，可以非常直观地表现出各个结构之间的关系。
实验结果
