20145219 《Java程序设计》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
实验步骤
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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!");
}
}
测试正常情况时：
public class MyUtilTest {
public static void main(String[] args) {
//测试正常情况
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!");
}
}
输入负分或大于100时：
public class MyUtilTest3 {
public static void main(String[] args) {
//测试出错情况
if(MyUtil2.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
System.out.println("test failed 1!");
else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(115) != "错误")
System.out.println("test failed 2!");
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!");
}
}
改正错误后最后代码：
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";
}
}
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
3.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
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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() + "!";
}
}
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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）
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练习
1.练习题目：使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。
2.代码如下：
（1）伪代码
复数类Complex
复数=实部+虚部i
复数相加=（实部+实部）+（虚部+虚部）i
复数相减=（实部-实部）+（虚部-虚部）i
打印复数
虚部>0，“实部”+“+”+“虚部”i
虚部<0，“实部”+“-”+“虚部”i
虚部=0，“实部”（2）产品代码
public class Complex { private int sh,xu; Complex(){ this.sh=0; this.xu=0; } Complex(int sh){ this.sh=sh; this.xu=0; } Complex(int sh,int xu){ this.sh=sh; this.xu=xu; } public void addFu(Complex p1,Complex p2){ System.out.println("这两个复数的和为："); this.sh=p1.sh+p2.sh; this.xu=p1.xu+p2.xu; print(); } public void minusFu(Complex p1,Complex p2){ System.out.println("这两个复数的差为："); this.sh=p1.sh-p2.sh; this.xu=p1.xu-p2.xu; print(); } public void outputFu(){ System.out.println("复数的值为："); print(); } public void print(){ if(this.xu>0){ System.out.println(this.sh+"+"+this.xu+"i"); }else if(this.xu<0){ System.out.println(this.sh+""+this.xu+"i"); }else{ System.out.println(this.sh); } } }（3）测试代码
import ss.Complex; public class test extends Complex{
public static void main(String[] args) //测试代码
{
Complex c=new Complex();
Complex c1=new Complex(2,-6);
Complex c2=new Complex(5,7);
c.outputFu();
c1.outputFu();
c2.outputFu();
c.addFu(c1,c2);
c.addFu(c1,c2);
c.addFu(c2,c2);
}
}3.运行结果如下：
实验中的问题和解决过程
- 问题：单元测试和建模时因为界面相差太大而做不出来，实验楼有很卡。
- 解决：下载安装了Eclipse，在其中按照步骤做单元测试，只有建模时在实验楼进行，环境很不流畅。
其他（感悟、思考等，可选）
这次实验耗费了很长时间，因为Eclipse和IDEA的界面构造相差很大，找TDD实现方法花费了很长时间，最后还是决定直接用实验楼中的环境完成实验。在实验中，TDD的方式例题的测试代码看得懂，但是自己编写的时候就不知道哪些语句怎么用，就只好按照自己的想法编写测试代码，也不知道是不是TDD方式，但是通过这次实验建立了我写测试代码的思想体系，让我受益匪浅。
PSP(Personal Software Process)时间
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
|---|---|---|
| 需求分析 | 40min | 16.70% |
| 设计 | 80min | 33.35% |
| 代码实现 | 80min | 33.35% |
| 测试 | 20min | 8.30% |
| 分析总结 | 20min | 8.30% |