20155239《Java程序设计》实验二（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

实验步骤

单元测试
1.三种代码：

• 伪代码
• 产品代吗
• 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”
 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!");
}
}

增加对负分的判断后：

public class MyUtil3{
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";
     }
 }

测试边界情况：

public class MyUtilTest4{
public static void main(String[] args) {
    //测试边界情况
    if(MyUtil2.percentage2fivegrade(0) != "不及格")
        System.out.println("test failed 1!");
    else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(60) != "及格")
        System.out.println("test failed 2!");
    else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(70) != "中等")
        System.out.println("test failed 3!");
    else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(80) != "良好")
        System.out.println("test failed 4!");
    else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(90) != "优秀")
        System.out.println("test failed 5!");
    else if(MyUtil3.percentage2fivegrade(100) != "优秀")
        System.out.println("test failed 6!");
    else
        System.out.println("test passed!");
   }
}

图

TDD

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：

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（没产品代码呢）

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（重构下次实验练习）

面向对象三要素

• 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。

  public abstract class Animal {
  private String color;
  public String getColor() {
  return color;
  }
  public void setColor(String color) {
  this.color = color;
  }
  public abstract String shout();
  }
  public class Cat extends Animal{
  public String shout(){
  return "喵喵";
  }
  public String toString(){
  return "The Cat's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";
  }
  }
  public class Dog extends Animal{
  public String shout(){
  return "汪汪";
  }
  public String toString(){
  return "The Dog's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";
  }
  }
  3.利用StarUML完成建模，得到如下图所示

（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，它包括SRP(单一职责原则)、

OCP(开放-封闭原则)、

LSP(替换原则)、

ISP(接口分离原则)、

DIP(依赖倒置原则)。

设计模式：创建型，结构型，行为型
通过这部分的学习完成了本次实验的第三个内容，学号模6后我的实验题目是3。我通过已有的代码新建了一个long类来继承Data，如下

一、使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。

Complex类
定义实部以及虚部；
方法Set设置实部,以及虚部：public  double setRealPart()，public double setImagePart();  
方法Get取得实部，以及虚部：public  double getRealPart()，public double   getImagePart();  
方法加法Complex ComplexAdd(Complex a)  
方法减法Complex ComplexSub(Complex a)  
方法乘法Complex ComplexMultib(Complex a)
方法除法Complex ComplexDiv(Complex a)
 方法toString()控制输出格式

产品代码

public class Complex {
double RealPart;
double ImagePart;
public Complex(){
    this.ImagePart=0;
    this.RealPart=0;
}
public Complex(double RealPart, double ImagePart) {
    this.RealPart = RealPart;
    this.ImagePart = ImagePart;
}
public  double getRealPart(){
    return this.RealPart;
}
public double getImagePart(){
    return this.ImagePart;
}
  public double setRealPart(double R){
    this.RealPart = R;
    return R;
 }
public double setImagePart(double I){
    this.ImagePart = I;
    return I;
}
Complex ComplexAdd(Complex a){
    double R = a.getRealPart();
    double I = a.getImagePart();
    double cr = R + this.RealPart;
    double ci = I + this.ImagePart;
    Complex c = new Complex(cr,ci);
    return c;
}
Complex ComplexSub(Complex a){
    double R = a.getRealPart();
    double I = a.getImagePart();
    double cr = R - this.RealPart;
    double ci = I - this.ImagePart;
    Complex c = new Complex(cr,ci);
    return c;
}
Complex ComplexMultib(Complex a){
    double R = a.getRealPart();
    double I = a.getImagePart();
    double cr = R * this.RealPart;
    double ci = I * this.ImagePart;
    Complex c = new Complex(cr,ci);
    return c;
}
Complex ComplexDiv(Complex a){
    double R = a.getRealPart();
    double I = a.getImagePart();
    double cr = R / this.RealPart;
    double ci = I / this.ImagePart;
    Complex c = new Complex(cr,ci);
    return c;
}
public String toString() {
    String complex=new String();
    if (ImagePart > 0)
        complex = "(" + RealPart + "+" + ImagePart + "i" + ")";
    if (ImagePart == 0)
        complex = "(" + RealPart + ")" ;
    if (ImagePart < 0)
        complex = "(" + RealPart + "-" + ImagePart + "i" + ")";
    return complex;
}
}

测试代码

import junit.framework.TestCase;
import org.testng.annotations.Test;
import java.math.BigDecimal;
 /**
  * Created by hp on 2017/4/20.
    */
public class ComplexTest extends TestCase {
Complex a=new Complex(14,4);
Complex b=new Complex(5,-2);
Complex c=new Complex(2,1);
Complex d=new Complex(4,0);
Complex m=new Complex();
@Test
public void testGetRealPart() throws Exception {
    assertEquals(14.0,a.getRealPart());
    assertEquals(5.0,b.getRealPart());
}
@Test
public void testGetImagePart() throws Exception {
    assertEquals(4.0,a.getImagePart());
    assertEquals(-2.0,b.getImagePart());
}
@Test
public void testSetRealPart() throws Exception {
    m.setRealPart(1);
    assertEquals(1.0,m.getRealPart());
}
@Test
public void testSetImagePart() throws Exception {
    m.setImagePart(4);
    assertEquals(4.0,m.getImagePart());
}

@Test
public void testComplexAdd() throws Exception {
    m=a.ComplexAdd(b);
    assertEquals("(19.0+2.0i)",m.toString());
    m=a.ComplexAdd(c);
    assertEquals("(16.0+5.0i)",m.toString());
}

@Test
public void testComplexSub() throws Exception {
    m=b.ComplexSub(a);
    assertEquals("(9.0+6.0i)",m.toString());
    m=c.ComplexSub(b);
    assertEquals("(3.0--3.0i)",m.toString());
}
@Test
public void testComplexMultib() throws Exception {
    m=a.ComplexMultib(b);
    assertEquals("(70.0--8.0i)",m.toString());
    m=a.ComplexMultib(c);
    assertEquals("(28.0+4.0i)",m.toString());
}
@Test
public void testComplexDiv() throws Exception {
    m=c.ComplexDiv(a);
    assertEquals("(7.0+4.0i)",m.toString());
    m=c.ComplexDiv(b);
    assertEquals("(2.5--2.0i)",m.toString());
}
}

测试通过截图