20155229实验二 《Java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

实验题目

题目1.我们要在一个MyUtil类中解决一个百分制成绩转成“优、良、中、及格、不及格”五级制成绩的功能。

题目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

题目3.Java面向对象程序设计(http://www.cnblogs.com/rocedu/p/4472842.html)

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

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,提交测试代码和运行结的截图,加上学号水印

题目4.以TDD的方式开发一个复数类Complex支持加减乘除。

题目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

题目一:

单元测试

(1)三种代码

伪代码是一种算法描述语言,结构清晰、代码简单、可读性好,并且类似自然语言, 不用拘泥于具体实现

  • 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”
  • 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";
}
}

我们在运行代码有时候会出现错误,这个时候就需要检测所写代码的边缘,避免出现bug。

  • 测试代码
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!");
}
}

但是上述的代码运行后会出现 test passed 这样的显示,所以我们可以选用单元测试工具JUnit来重做上述的题目。

import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase; //注意导包!!!
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));
}
}

根据这样的代码,可以考虑当输入的数<0,或者>100的情况来进行编写

(2) TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

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

以 TDD的方式研究学习StringBuffer

根据老师给的代码,进行对Junit的应用。

public class StringBufferDemo{
public static void main(String [] args){
StringBuffer buffer = new StringBuffer(20);
buffer.append('S');
buffer.append("tringBuffer");
System.out.println(buffer.charAt(1));
System.out.println(buffer.capacity();
System.out.println(buffer.indexOf("tring12345"));
System.out.println("buffer = " + buffer.toString());
System.out.println(buffer.length());
}
}

产品代码:

public class StringBufferDemo{
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
public StringBufferDemo(StringBuffer buffer){
this.buffer = buffer;
}
public Character charAt(int i){
return buffer.charAt(i);
}
public int capacity(){
return buffer.capacity();
}
public int length(){
return buffer.length();
}
public int indexOf(String buf) {
return buffer.indexOf(buf);
}
}

测试代码及结果为:

(3)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

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:

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)

让系统支持Double类,并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确:

老师给了Int型的代码,如下:

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();
}
}

我的代码及结果:

(4)任务:以TDD的方式开发一个复数类Complex

  • 要求:(伪代码)

// 定义属性并生成getter,setter
double RealPart;
double ImagePart;
// 定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I) //Override Object
public boolean equals(Object obj)
public String toString() // 定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a)
Complex ComplexSub(Complex a)
Complex ComplexMulti(Complex a)
Complex ComplexDiv(Complex a)
  • 产品代码
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;
}
}
  • 测试代码及结果

(5)使用StarUML对实验二中的代码进行建模

在老师的教程下,下载了StarUML,并进行了运用

实验总结与体会

本次实验相较于第一次实验明显提高了难度。

通过本次实验,我了解了伪代码``产品代码``测试代码三种代码的区别,并且在Idea中运用了Juint对测试代码进行了很好的运用;对设计模式示例进行了扩充,体会了OCP原则和DIP原则;用TDD实现了负数类Complex,最后运用StarUML对面向对象三要素有了更深的理解。

我的PSP时间

步骤 耗时 百分比
需求分析 20分钟 12.5 %
设计 30分钟 18.75%
代码实现 80分钟 50%
测试 20分钟 12.5%
分析总结 10分钟 6.25%

参考资料

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