2016-2017-2 20155227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
实验要求
1.参考Intellj IDEA 简易教程
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。
2.参考 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。
3.实验二 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：
0： 让系统支持Byte类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
1： 让系统支持Short类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
2： 让系统支持Boolean类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
3： 让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
4： 让系统支持Float类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
5： 让系统支持Double类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确
4.以TDD的方式开发一个复数类Complex支持加减乘除。
5.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。类图中至少两个类。
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";
}
}
（3）测试代码
import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class MyUtilTest extends TestCase {
@Test
public void testNormal() {
assertEquals("不及格", MyUtil.percentage2fivegrade(55));
assertEquals("及格", MyUtil.percentage2fivegrade(65));
assertEquals("中等", MyUtil.percentage2fivegrade(75));
assertEquals("良好", MyUtil.percentage2fivegrade(85));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(95));
}
@Test
public void testExceptions() {
assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(-55));
assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(105));
}
@Test
public void testBoundary() {
assertEquals("不及格", MyUtil.percentage2fivegrade(0));
assertEquals("及格", MyUtil.percentage2fivegrade(60));
assertEquals("中等", MyUtil.percentage2fivegrade(70));
assertEquals("良好", MyUtil.percentage2fivegrade(80));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(90));
assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(100));
}
}
测试通过截图：
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
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
第二个提交点：
第四个提交点：
- 实验代码：
public class Complex {
private double realPart;
private double imaginPart;
public Complex(){
double realPart;
double imaginPart;
}
public Complex(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(Complex c){
this.realPart+=c.realPart;
this.imaginPart+=c.imaginPart;
}
public void ComplexAdd(double c){
this.realPart+=c;
}
public void ComplexMinus(Complex c){
this.realPart-=c.realPart;
this.imaginPart-=c.imaginPart;
}
public void ComplexMinus(double c){
this.realPart-=c;
}
public void ComplexMulti(Complex c){
this.realPart*=c.realPart;
this.imaginPart*=c.imaginPart;
}
public void ComplexMulti(double c){
this.realPart*=c;
}
}
- 测试类运行通过截图：
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)。
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。
public class Dog {
private String color;
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public String bark(){
return "汪汪";
}
public String toString(){
return "The Dog's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.bark() + "!";
}
}
设计模式初步
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）
练习
让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确。
abstract class Data {
abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
int value;
Integer() {
value=100;
}
public void DisplayValue(){
System.out.println (value);
}
}
class Long extends Data {
int value;
Long() {
value=1234567890;
}
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 LongFactory extends Factory {
public Data CreateDataObject(){
return new Long();
}
}
//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;
public static void main(String[] args) {
d = new Document(new IntFactory());
d.DisplayData();
d = new Document(new LongFactory());
d.DisplayData();
}
}
运行结果：
PSP(Personal Software Process)时间
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 40min | 16.7% |
| 设计 | 80min | 33.35% |
| 代码实现 | 80min | 33.35% |
| 测试 | 20min | 8.3% |
| 分析总结 | 20min | 8.3% |