Java实验报告（实验二）

课程：Java程序设计          班级： 1351

姓名：王玮怡                学号：20135116

成绩：             指导教师：娄嘉鹏       实验日期：2015.05.06

实验密级：         预习程度：             实验时间：14:00~20:00

仪器组次：        必修/选修：选修       实验序号：2

实验名称：Java面向对象程序设计

实验目的与要求：

1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程

2.完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导

3. 严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。

4. 请大家先在实验楼中的~/Code目录中用自己的学号建立一个目录，代码和UML图要放到这个目录中，截图中没有学号的会要求重做，然后跟着下面的步骤练习。

实验仪器：

名称	型号	数量
PC		1
虚拟机	实验楼	1

一、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

二、实验过程：

（一）单元测试

1.以“百分制转五分制”为例，介绍三种代码

（1）伪代码  （2）产品代码  （3）测试代码

a.首先在虚拟机中建立一个以自己学号命名的文件夹，以存放自己实验中的代码、运行结果以及截图

2.按照实验说明里的要求，将代码输入，并运行出结果：

做以上内容时，没有想到可以用学号命名。由于网络信号不稳定，退出了实验，以下内容为再次进入实验楼后所做。

（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

关于测试工具的使用：

打开Eclipse,单击File->New->Java Project新建一个TDDDemo的Java项目；

在TDDDemo项目中，把鼠标放到项目名TDDDemo上，单击右键，在弹出的菜单中选定New->Source Folder新建一个测试目录test；

把鼠标放到test目录上，单击右键，在弹出的菜单中选定New->JUnit Test Case新建一个测试用例类MyUtilTest；

由此，根据给出的实验代码输入，得出实验结果：

（二）面向对象三要素

（1）抽象 （2）封装、继承、多态

用UML中的类图来描述类Dog,首先在实验楼的环境中打开shell，在命令行中输入umbrello，打开UML建模软件umbrello；

先单击工具栏上的类图标，再在class diagram(类图)中单击一下，会弹出一个圣诞框，输入类名Dog；

把鼠标放到Dog类上，单击右键，选择Properties,在弹出的对话框中的Display中去掉Public Only选项；

把鼠标放到Dog类上，单击右键，选择New->Attribute,在弹出的对话框中的填好Type,Name,并选好Visibility；

把鼠标放到Dog类上，单击右键，选择New->Operation,在弹出的对话框中的填好Type,Name,并选好Visibility。

在UML 里，一个类的属性能显示它的名字，类型，初始化值，属性也可以显示private，public，protected。 类的方法能显示它们的方法名，参数，返回类型，以及方法的private，public，protected属性。其中：

• +表示public
• #表示 protected
• -表示 private

操作结果如下：

（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：

• 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)

OCP是OOD中最重要的一个原则，OCP的内容是：

• software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.
• 软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。

三、遇到的问题及解决方法

出现的问题：在单元测试的编写中，由于网络信号不稳定，经常出现断网、卡机等问题，只能等待网络恢复，或者重新开启虚拟机重新进行实验，因此也耽误了很多时间

另外一大问题就是，测试代码的编写过程中因为不太熟悉程序的编写，最后是自己对照着产品代码来写的测试代码，所以测试代码出现了很多问题，花费了很多时间去修改。有的编写代码最终还是无法顺利运行。

四、实验收获

　　这次实验尽管花了很多时间，但是我也收获了很多。首先，通过这次实验，我对虚拟机的使用更加熟悉，也更加适应这种实验模式。单元测试也帮助我提升了自己的能力，一步一步地引导我学会处理可能出现的种种问题，同时也教会我以后在编写程序的时候要考虑到各种可能性，以提高代码的安全性。

　　通过这次实验，我还接触到了很多以前没有听说过的知识，例如TDD，虽然陌生，处理起来比较吃力，但对我来说还是比较开眼界的。我觉得通过每一次的java实验，不仅提高了我的学习能力，更培养了持之以恒的意识，虽然有些困难，仍然尽力去做，可能最后还是没有结果，但是也会去努力一下。

五、练习题

//伪代码
//复数类
类有虚部实部
复数的加法运算
复数的减法运算
复数的乘法运算
复数的除法运算

//产品代码
public class ComplexDemo {
// main方法
public static void main(String[] a) {
Complex b = new Complex(2, 5);
Complex c = new Complex(3, -4);
System.out.println(b + "+" + c + "=" + b.add(c));
System.out.println(b + "-" + c + "=" + b.minus(c));
System.out.println(b + "*" + c + "=" + b.multiply(c));
System.out.println(b + "/" + c + "=" + b.divide(c));
}
}

// Complex类
class Complex {
private double m;// 实部
private double n;// 虚部

public Complex(double m, double n) {
this.m = m;
this.n = n;
}

// add
public Complex add(Complex c) {
return new Complex(m + c.m, n + c.n);
}

// minus
public Complex minus(Complex c) {
return new Complex(m - c.m, n - c.n);
}

// multiply
public Complex multiply(Complex c) {
return new Complex(m * c.m - n * c.n, m * c.n + n * c.m);
}

// divide
public Complex divide(Complex c) {
double d = Math.sqrt(c.m * c.m) + Math.sqrt(c.n * c.n);
return new Complex((m * c.m + n * c.n) / d, Math.round((m * c.n - n * c.m) / d));
}

public String toString() {
String rtr_str = "";
if (n > 0)
rtr_str = "(" + m + "+" + n + "i" + ")";
if (n == 0)
rtr_str = "(" + m + ")";
if (n < 0)
rtr_str = "(" + m + n + "i" + ")";
return rtr_str;
}
}
//测试代码

public static ComplexTest{
public static void main(String[] args){
class Complex {

private double m;// 实部
private double n;// 虚部

public Complex(double m, double n) {
this.m = m;
this.n = n;
}

public String toString() {
String rtr_str = "";
if (n > 0)
rtr_str = "(" + m + "+" + n + "i" + ")";
if (n == 0)
rtr_str = "(" + m + ")";
if (n < 0)
rtr_str = "(" + m + n + "i" + ")";
return rtr_str;
  }

}

}

}

六、时间统计

步骤	耗时	百分比
需求分析	1h	16.7%
设计	1h	16.7%
代码实现	2h	33.2%
测试	1h	16.7%
分析总结	1h	16.7%