20169205实验二 Java面向对象程序设计

20169205实验二 Java面向对象程序设计

实验内容及步骤

（一）单元测试

1.三种代码

伪代码：以简洁的自然语言表明设计步骤；

产品代码：用以实现特定功能的程序或机器语言；

测试代码：用以对产品代码进行测试的代码

举例

学生考试等级划分程序产品代码

package java2;

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";

         } 

     }

其用到的测试代码如下

测试一：选取某一合法输入值进行测试

package java2;

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!");

    }

}

测试二：全面覆盖各等级段

package java2;

public class MyUtilTest2

{

    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!");

    }

}

测试三：测试分段结点

package java2;

public class MyUtilTest3

{

    public static void main(String[] args)

    {

        //测试边界情况

        if(MyUtil.percentage2fivegrade(0) != "不及格")

            System.out.println("test failed 1!");

        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(60) != "及格")

            System.out.println("test failed 2!");

        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(70) != "中等")

            System.out.println("test failed 3!");

        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(80) != "良好")

            System.out.println("test failed 4!");

        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(90) != "优秀")

            System.out.println("test failed 5!");

        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(100) != "优秀")

            System.out.println("test failed 6!");

        else

            System.out.println("test passed!");

    }

}

通过此对产品代码改进

将

//如果成绩小于60，转成“不及格”

         if (grade < 60)

             return "不及格";

改为

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";

运行结果（检测问题）：

2.TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

TDD，顾名思义，是为了解决产品代码的漏洞，而以程序测试推动程序开发即先写测试代码，然后再写产品代码的开发方式。

明确当前待完成功能并记录成测试列表——〉

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——〉

编写产品代码——〉

测试通过——〉

对代码进行重构，并保证测试通过——〉

循环完成所有功能开发

java中有单元测试工具JUnit来辅助进行TDD。具体过程见下：

（文字表述）：java——〉File——〉New——〉Java Project——〉TDDDemo——〉右键单击TDDDemo——〉New——〉Source Folder——〉test——右键单击test——〉New——〉JUnit Test Case——〉MyUtilTest——〉其superclass改为junit.framework.TestCase

逐步完善测试代码如下（包括testNormal 、testException、testBoundary）：

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 testException()

         {

                  assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(105));

                  assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(-55));

         }

         @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));

         }

         }

在src中新建MyUtil类并输入产品代码，然后运行测试代码（Run as——> JUnit Test）

运行结果如下（分别为修改产品代码前后测试结果）：

总结：

进行产品开发时，既要保证产品代码的正确性，又要保证投入成本的可行性。结合一次代码编写很可能出现漏洞的实际情况，开发出了针对产品的测试代码；为了减少工作量，节约资源成本，又有了TDD方法。此方法创新之处在于“测试驱动”，即提前设置好标准，达到标准即视为合格，这一思想在其他很多领域也是通用的管理办法。

（二）设计模式初步

（1）S.O.L.I.D原则

• SRP(Single Responsibility Principle,单一职责原则)

对象提供单一职责的高度封装，对象的改变仅仅依赖于单一职责的改变

• OCP(Open-Closed Principle,开放-封闭原则)

即对扩充开放（功能可增加），对修改封闭（源代码不可改动）

OCP实现手段：（1）抽象和继承，（2）面向接口编程

• LSP(Liskov Substitusion Principle,Liskov替换原则)

子类必须可以被其基类所代，父类型对象可以被子类型对象所取代

• ISP(Interface Segregation Principle,接口分离原则)

客户不应该依赖他们并未使用的接口

• 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。其中最重要的是设计模式。

（3）设计模式实示例

设计模式四个基本元素

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

示例如下

package wl;

class Integer

{

    int value;

    public Integer()

    {

        value=100;

    }

    public void DisplayValue()

    {

        System.out.println(value);

    }

}

class Document

{

    Integer pi;

    public Document()

    {

        pi = new Integer();

    }

    public void DisplayData()

    {

        pi.DisplayValue();

    }

}

public class MyDoc

{

    static Document d;

    public static void main(String [] args)

    {

        d = new Document();

        d.DisplayData();

    }

}

修改为支持double类

package wl;

//Server Classes

abstract class Data

{

    abstract public void DisplayValue();

}

class Doubleextends Data

{

    double value;

    Double()

    {

        value=100;

    }

    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 Double();

    }

}

//Client classes

class Document

{

    Data pd;

    Document(Factory pf)

    {

        pd = pf.CreateDataObject();

    }

    public void DisplayData()

    {

        pd.DisplayValue();

    }

}

//Test class

public class MyDoc3

{

    static Document d;

    public static void main(String[] args)

    {

        d = new Document(new IntFactory());

        d.DisplayData();

    }

}

结果如下：

（三）练习

使用TDD的方式设计实现复数类Complex。

设计思路：在测试类中，人为设置测验标准（即注明若干情况下的输出量，应本着尽可能全面的原则）；在产品代码中，为了符合测试类标准，应该分情况进行输出。

代码实现：

import org.junit.Test;

import junit.framework.TestCase;

public class FushuTest extends TestCase {

    @Test

    public void test() {

        assertEquals("a输入错误  ", Fushu.fushu(0.0,10.0));

        assertEquals("b输入错误  ",Fushu.fushu(9.0, 0.0));

        assertEquals("9.0i+10.0",Fushu.fushu(9.0, 10.0));

    }

}

public class Fushu

{

    public static String fushu(double a,double b)

    {

        if(a == 0.0)

            return "a输入错误  ";

        if(b == 0.0)

            return "b输入错误  ";

        else

        {

            String t = a+"i+"+b;

            return t;

        }

    } 

}

(四) StartUML作图

实验中的问题和解决过程

How do I re-include a class into the build path in Intellij IDEA?

解决

EDIT: Figured it out myself. Go to Settings>Project Settings>Compiler>Excludes and delete the entry

作业项目地址

码云项目地址

代码托管

实验总结

步骤	耗时	百分比
需求分析	20min	13.8%
设计	30min	20.7%
代码实现	60min	41.4%
测试	15min	10.3%
总结分析	20min	13.8%

感想

希望能够通过系统地学习，探索一些开源项目并改进功能，养成良好的开发习惯，形成一套完整的android生态知识体系，并能完全自主开发一款具有一定实用价值的app。