20145210 实验二实验报告

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

（1）三种代码

需求：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。

(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：

•以成绩是33分时为不及格、成绩为75分为中等为例：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(33) != "不及格")// 成绩是30时应该返回“不及格”
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(50) != "及格")//成绩是60时应该返回“中等”
            System.out.println("test failed!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

测试结果如下：

•以输入为负分或大于100的成绩为例：

public class MyUtilTest {
    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!");
    }
}

测试结果如下：

在此基础上增加了边界定义及异常（输入为负分或大于100分）定义，修改代码如下：

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";
   }
}

测试代码如下：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
        //测试正常情况
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(55) != "不及格") 
            System.out.println("test failed 1!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(65) != "及格")
            System.out.println("test failed 2!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(75) != "中等")
            System.out.println("test failed 3!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(85) != "良好")
            System.out.println("test failed 4!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(95) != "优秀")
            System.out.println("test failed 5!");
            
            //测试出错情况
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(-10) != "错误")
            System.out.println("test failed 6!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(115) != "错误")
            System.out.println("test failed 7!");

            //测试边界情况
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(0) != "不及格")
            System.out.println("test failed 8!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(60) != "及格")
            System.out.println("test failed 9!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(70) != "中等")
            System.out.println("test failed 10!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(80) != "良好")
            System.out.println("test failed 11!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(90) != "优秀")
            System.out.println("test failed 12!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(100) != "优秀")
            System.out.println("test failed 13!");

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

测试结果如下：

（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

•打开Eclipse,单击File->New->Java Project新建一个TDDDemo的Java项目，并在TDDDemo项目中新建一个测试目录test：

在test目录中新建一个测试用例类MyUtilTest：

输入以下代码：

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));
    }
}

显示如下：

图中的红叉说明代码存在语法错误，错误原因：MyUtil类还不存在，类中的percentage2fivegrade方法也不存在。所以我在TDDDemo的src目录中新建一个MyUtil的类，并实现percentage2fivegrade方法，如下图所示：

测试代码没有语法错误了：

把鼠标放到MyUtilTest.java上，单击右键，选择Run as->JUnit Test,如下图：

测试结果出现了一个红条,说明测试没通过，红条上面汇总了测试情况，运行了一个测试，没有错误，一个测试没通过。修改MyUtil.Java，输入以下代码：

运行结果如下：

出现绿条，测试通过！

•TDD的编码节奏是：

•增加测试代码，JUnit出现红条

•修改产品代码

•JUnit出现绿条，任务完成

（二）面向对象三要素

（1）抽象

•抽象一词的本意是指人在认识思维活动中对事物表象因素的舍弃和对本质因素的抽取。抽象就是抽出事物的本质特征而暂时不考虑他们的细节。

•要求的抽象能力："去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同"

•对于复杂系统问题人们借助分层次抽象的方法进行问题求解；

•在抽象的最高层，可以使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解。

•在抽象的较低层，则采用过程化的方式进行描述。在描述问题解时，使用面向问题和面向实现的术语。

•程序设计中，抽象包括两个方面，一是过程抽象，二是数据抽象。

（2）封装、继承与多态

•面向对象(Object-Oriented)的三要素包括：封装、继承、多态。

•封装：Java中用类进行封装。封装实际上使用方法(method)将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度,从而带来模块化(Modularity)和信息隐藏(Information hiding)的好处；接口（interface）是封装的准确描述手段。

•继承：继承基本上就是避免多个类间重复定义共同行为。

•多态：使用单一接口操作多种类型的对象。

比如一个Dog类：

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。Dog类是一个模块，我们可以通过下面的代码使用它，测试代码与运行结果如下：

public class DogTest {
    public static void main(String[] args){
        Dog g = new Dog();
        g.setColor("Yellow");
        getInfo(g);
    }

    public static void getInfo(Dog d){
        System.out.println(d.toString());
    }
}

测试结果：

用UML中的类图来描述类Dog：

测试代码及运行结果如下：

public class AnimalTest {
    public static void main(String[] args){
        Dog d = new Dog();
        d.setColor("Yellow");
        getInfo(d);

        Cat c = new Cat();
        c.setColor("Black");
        getInfo(c);
    }

    public static void getInfo(Dog d){
        System.out.println(d.toString());
    }

    public static void getInfo(Cat c){
        System.out.println(c.toString());
    }
}

（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。

•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)

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(Solution)。模式必须使得问题明晰，阐明为什么用它来求解问题，以及在什么情况下有用，什么情况下不能起作用，每个模式因其重复性从而可被复用，本身有自己的名字，有可传授性，能移植到不同情景下。模式可以看作对一个问题可复用的专家级解决方法。

计算机科学中有很多模式:

•GRASP模式

•分析模式

•软件体系结构模式

•设计模式：创建型，结构型，行为型

•管理模式： The Manager Pool 实现模式

•界面设计交互模式

• …

3、设计模式实示例

设计模式(design pattern)提供一个用于细化软件系统的子系统或组件，或它们之间的关系图，它描述通信组件的公共再现结构，通信组件可以解决特定语境中的一个设计问题。

设计模式背后是抽象和SOLID原则。

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）

（3）了解设计模式可能会存在的过度设计问题以及如何避免它。

（四）练习

1、使用TDD的方式设计关实现复数类Complex

（1）伪代码

复数类Complex

复数 = 实部 + 虚部i
复数相加 = （实部 + 实部）+（虚部 + 虚部）i
复数相减 = （实部 - 实部）+（虚部 - 虚部）i

打印复数：
虚部 > 0："实部" + "+" + "虚部" + "i"
虚部 < 0："实部" + "虚部" + "i"
虚部为0："实部"

（2）产品代码

import java.lang.String;
import java.util.*;
public class Complex {

    private int sh,xu;

    Complex(){
        this.sh=0;
        this.xu=0;
    }

    Complex(int sh){
        this.sh=sh;
        this.xu=0;
    }

    Complex(int sh,int xu){
        this.sh=sh;
        this.xu=xu;
    }

    public void addFu(Complex p1,Complex p2){
        System.out.println("sum :");
        this.sh=p1.sh+p2.sh;
        this.xu=p1.xu+p2.xu;
        print();
    }//计算两个复数的和

    public void minusFu(Complex p1,Complex p2){
        System.out.println("D-value :");
        this.sh=p1.sh-p2.sh;
        this.xu=p1.xu-p2.xu;
        print();
    }//计算两个复数的差

    public void outputFu(){
        System.out.println("number :");
        print();
    }

    public void print(){
        if(this.xu>0){
            System.out.println(this.sh+"+"+this.xu+"i");
        }
        else if(this.xu<0){
            System.out.println(this.sh+""+this.xu+"i");
        }
        else{
            System.out.println(this.sh);
        }
    }
}

（3）测试代码

2.PSP(Personal Software Process)时间

步骤	耗时	百分比
需求分析	50	17.9%
设计	70	25%
代码实现	60	21.4%
测试	60	21.4%
分析总结	40	14.3%

3.总结单元测试的好处

（1）对于整个项目来说，有了完整的测试，保证项目最后交付测试有了可靠依据，减少后期维护的精力和费用

（2）对于开发人员来说大大减少调试工作的时间，同时也规范了对于代码安全管理

（3）能够有效优化代码的设计

（4）测试本身是被测代码的用法说明，替代了一部分代码功能，迫使自己要将被测代码设计得更加独立地去完成某个或某几个功能

posted on 2016-04-15 00:51 20145210姚思羽阅读(307) 评论(2) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

刷新页面返回顶部

20145210姚思羽