20155318 《Java程序设计》实验二 （Java面向对象程序设计）实验报告

20155318 《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

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

伪代码->用特定编程语言翻译成产品代码->测试代码验证

（一）单元测试

（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XXXXTest

1. 正常情况检验

• （1）测试值为50

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!");
    }
}

测试结果

• （2）把多种一般情况测试一下，代码如下：

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!");
    }
}

测试结果

1. 异常情况检验

• （1）测试超出范围的数值

public class MyUtilTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //测试出错情况
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
            System.out.println("test failed 1!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(115) != "错误")
            System.out.println("test failed 2!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

测试结果

• （2）测试边界值

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!");
    }
}

测试结果

TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)

测试代码→产品代码

• 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）
7. 循环完成所有功能的开发

• IDEA中使用JUnit：安装插件 → 新建一个空类MyUtil1 → 创建JUnit3的测试用例 → 增加一个测试用例testNormal
  
  

• 在操作的过程中遇到TestCase、junit和@Test是红色的问题
  
  

• 需要在IDEA中的项目（模块）中加入junit.jar包和junit-4.12.jar两个包。
  
  

面向对象三要素：封装、继承、多态

1. 抽象——函数
2. 封装、继承与多态：

• 面向对象分析（OOA）：根据抽象关键的问题域来分解系统，关注是什么（what）：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。
• 面向对象设计（OOD）：在设计的基础上用编程语言（如Java）编码
• 封装带来模块化(Modularity)和信息隐藏(Information hiding)的好处；接口（interface）是封装的准确描述手段。

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() + "!";
    }
}

Dog类通过使用类和访问控制（private,public）隐藏了属性color,开放了接口setColor(),getColor(),bark()和toString。

• 用UML展示
  
  

设计模式

1. S.O.L.I.D原则
   • SRP(Single ResponsibilityPrinciple,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. 设计模式：创建型，结构型，行为型
3. 设计模式实例

• 让系统支持Byte类

abstract class Data {
    abstract public void DisplayValue();
}
/*class Byte {
    byte value;
    public Byte(){
        value=15;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);
    }
}*/
class Document {
    Byte pi;
    public Document(){
        pi = new Byte();
    }
    public void DisplayData(){
        pi.DisplayValue();
    }
}
class Byte extends Data {
    byte value;
    Byte() {
        value=15;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
// Pattern Classes
abstract class Factory {
    abstract public Data CreateDataObject();
}
class ByteFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Byte();
    }
}
public class MyDoc1{
    static Document d;
    public static void main(String [] args) {
        d = new Document();
        d.DisplayData();
    }
}

运行结果如下：

二、实验过程中遇到的问题

问题一

在IDEA中的项目（模块）中加入junit.jar包后，@Test和junit依然是红色的，如图所示

解决方案： 还需要添加junit-4.12.jar路径

问题二

看过老师的要求后发现自己之前提交的不合格，设置测试类时出现这样的编译错误

解决方案： 发现是自己的产品代码有问题，在询问了同学后进行修改，修改如下：

public class MyUtil1{
    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";
    }
}

运行结果如下：

三、实验感想和体会

这次实验让我学会了设计实验类，在安装junit时遇到不少问题，在同学的帮助下都一一解决了，在设计complex的测试类时也遇到接口出错的问题，以后要多细心，学的更细致一些。

四、试验时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	60min	25.0%
设计	90min	37.5%
代码实现	40mim	16.7%
测试	30min	12.5%
分析总结	20min	8.3%