20175212童皓桢 Java实验二-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

  （一）单元测试

• 在IDEA中建一个项目MyUtil
• 对于MyUtil类，建立一个MyUtilTest1.java的测试类：

新建一个test文件夹在根目录中->右键选择Mark Directory as->Test Sources Root

之后在test文件夹中建立一个MyUtilTest1.java的测试类

• 在文件中输入如图代码并运行，测试结果如下：

正常情况

边界情况

异常情况

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

• 按照教程安装Juit和JUnitGenerator V2.0

• 点击源代码中的类名MyUtil，选择Junit3测试用例，建立一个MyUtilTest测试文件

• 若TestCase是红色，则引入junit.jar包
  

• 输入如图测试代码并运行，如果测试失败则出现如图提示
  

• 根提示据修改源代码，注意边界异常情况，修改完善后测试通过
  

（三）以TDD方式研究学习StringBuffer

• 按照老师给出的程序输入

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

• 将方法进行重写，添加返回值，以便于测试

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);}
}

• 利用API查出并猜测charAt（int i）,indexOf(String s),capacity(),length()四种方法的功能。
  
  
  

• 利用JUnit进行测试，并输入如图测试代码,test passed!
  

(四)面向对象的三要素

• 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。贯穿OOA、OOD和OOP的主线正是抽象。

(五)设计模式初步

• S.O.L.I.D原则
  • SRP(Single Responsibility Principle,单一职责原则)：决不要有一个以上的理由修改一个类
  • OCP(Open-Closed Principle,开放-封闭原则)：软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。
  • LSP(Liskov Substitusion Principle,Liskov替换原则)
    • 子类必须可以被其基类所代
    • 使用指向基类的指针或引用的函数，必须能够在不知道具体派生类对象类型的情况下使用它
  • 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)
    • 高层模块不应该依赖于低层模块。二者都应该依赖于抽象
    • 抽象不应该依赖于细节。细节应该依赖于抽象
• 模式与设计模式
  • 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）
• 其他面对对象原则
  • "组合替代继承":这是说相对于继承，要更倾向于使用组合；
  • "笛米特法则"：这是说"你的类对其它类知道的越少越好"；
  • "共同封闭原则"：这是说"相关类应该打包在一起"；
  • "稳定抽象原则"：这是说"类越稳定，越应该由抽象类组成";

(六)对MyDoc类进行扩充，让其支持Byte类，初步理解设计模式

题目 ：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，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

// Server Classes 
abstract class Data {abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends  Data {int value;Integer() {value=100;}public void DisplayValue(){System.out.println (value);}
}
class Byte extends Data {byte value;Byte(){value=127;}public void DisplayValue(){System.out.println(value);}
}
abstract class Factory {abstract public Data CreateDataObject();
}
class IntFactory extends Factory {public Data CreateDataObject(){return new Integer();}
}
class ByteFactory extends Factory {public Data CreateDataObject(){return new Byte();}
}
class Document {Data pd;Document(Factory pf){pd = pf.CreateDataObject();}public void DisplayData(){pd.DisplayValue();}
}
public class MyDoc {static Document d;static Document e;public static void main(String[] args) {e=new Document(new ByteFactory());e.DisplayData();}
}

• 运行结果：
  

(七)以TDD的方式开发一个复数类Complex

• 任务：以TDD的方式开发一个复数类Complex，要求如下:

// 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)

本道练习题基本考察TDD编码的节奏。因为本题中实部虚部很容易混淆，导致出错

因此根据测试代码来修改产品代码的优越性得以体现。

• 产品代码：

public class Complex{private double a;private double b;public Complex(double a, double b) {this.a = a;this.b = b;}public static double getRealPart(double a) {return a;}public static double getImagePart(double b) {return b;}public Complex ComplexAdd(Complex c) {return new Complex(a + c.a, b + c.b);}public Complex ComplexSub(Complex c) {return new Complex(a - c.a, b - c.b);}public Complex ComplexMulti(Complex c) {return new Complex(a * c.a - b * c.b, a * c.b + b * c.a);}public Complex ComplexDiv(Complex c) {return new Complex((a * c.b + b * c.a)/(c.b * c.b + c.a * c.a), (b * c.b + a * c.a)/(c.b * c.b + c.a * c.a));}public String toString() {String s = " ";if (b > 0)s =  a + "+" + b + "i";if (b == 0)s =  a + "";if (b < 0)s = a + " " + b + "i";return s;}
}

• 测试代码

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;public class ComplexTest extends TestCase {Complex c1 = new Complex(0, 2);Complex c2 = new Complex(-1, -1);Complex c3 = new Complex(1,1);@Testpublic void testgetRealPart() throws Exception {assertEquals(-3.0, Complex.getRealPart(-3.0));assertEquals(3.0, Complex.getRealPart(3.0));assertEquals(0.0, Complex.getRealPart(0.0));}@Testpublic void testgetImagePart() throws Exception {assertEquals(-3.0, Complex.getImagePart(-3.0));assertEquals(3.0, Complex.getImagePart(3.0));assertEquals(0.0, Complex.getImagePart(0.0));}@Testpublic void testComplexAdd() throws Exception {assertEquals("-1.0+1.0i", c1.ComplexAdd(c2).toString());assertEquals("1.0+3.0i", c1.ComplexAdd(c3).toString());assertEquals("0.0", c2.ComplexAdd(c3).toString());}@Testpublic void testComplexSub() throws Exception {assertEquals("1.0+3.0i", c1.ComplexSub(c2).toString());assertEquals("-1.0+1.0i", c1.ComplexSub(c3).toString());assertEquals("-2.0 -2.0i", c2.ComplexSub(c3).toString());}@Testpublic void testComplexMulti() throws Exception {assertEquals("2.0 -2.0i", c1.ComplexMulti(c2).toString());assertEquals("-2.0+2.0i", c1.ComplexMulti(c3).toString());assertEquals("0.0 -2.0i", c2.ComplexMulti(c3).toString());}@Testpublic void testComplexComplexDiv() throws Exception {assertEquals("-1.0 -1.0i", c1.ComplexDiv(c2).toString());assertEquals("1.0+1.0i", c1.ComplexDiv(c3).toString());assertEquals("-1.0 -1.0i", c2.ComplexDiv(c3).toString());}}

• 运行结果截图
  

(八)对实验二中的代码进行建模

• 代码如下：

public abstract class Animal {private String color;public String getColor() {return color;}public void setColor(String color) {this.color = color;}public abstract String shout(); 
}
public class Dog extends Animal{public String shout(){return "汪汪";}public String toString(){return "The Dog's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";}
}
public class Cat extends Animal{public String shout(){return "喵喵";}public String toString(){return "The Cat's color is " + this.getColor() +", and it shouts "+ this.shout() + "!";}
}

• 创建的UML类图

实验中遇到的问题

• 问题一：包名Junit提示错误
  
• 解决办法一：参考同学的博客，摸索出方法，具体如下：

File -> Project Struct... -> Libraies -> 点击加号 -> Java -> 选择IDEA目录下的Lib中的junit-4.12 ->选择ok

另外的，如果当时安装是通过Toolbox，IDEA的安装目录则很有可能被隐藏，因此需搜索junit-4.12找到具体路径后，在管理员权限下解除隐藏才能选择。

• 问题二：单元测试时提示找不到main方法。
  

• 解决办法二： 尝试修改测试类名与JUnit测试类名不同，即可解决。
  

感悟和体会

• 利用API可以查询并学习使用一些功能强大的类和方法。
• 并跟随TDD方法的节奏设计出伪代码、产品代码和测试代码，有利于自己的程序除了正确性，在更高层面不容易出错
• 之后可以考虑更加改善测试单元的写法，比如测试例子由计算机穷举生成。

参考博客

https://www.cnblogs.com/Vivian517/p/6741501.html#YI

转载于:https://www.cnblogs.com/thz666/p/10717261.html

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