20145331 《Java程序设计》第2次实验报告

20145331 《Java程序设计》第2次实验报告

实验二 Java面向对象程序设计

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

1.严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。

2.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。

三、实验步骤

(一)单元测试

(1)三种代码：伪代码、产品代码、测试代码。

a.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”

b.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";
}
}

c.测试代码 输入是“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!");
}
}

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

•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

•编写产品代码

•测试通过

•对代码进行重构，并保证测试通过

•循环完成所有功能的开发

（二）面向对象三要素

（1）抽象

即“求同存异、去粗取精”的过程。将若干事物中相同的部分进行剥离整理，并形成具有某特定功能的产品，这一过程即为抽象。过程抽象的结果是函数，数据抽象的结果是抽象数据类型其显而易见的好处是（在程序设计中）减少了代码大重复性，提高了效率。

（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。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。 OOD中建模会用图形化的建模语言UML（Unified Modeling Language）,UML是一种通用的建模语言。

•封装：将与某一将数据与相关行为包装在一起以实现信息就隐藏，核心内容是模块化和信息隐藏，与此相伴的是接口的使用。

（三）设计模式初步

•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)

（四）练习

使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。

伪代码：

1、复数的实部为0，虚部为0

2、复数的实部为0，虚部为对应数

3、复数的实部为对应数，实部为0

4、两参数分别为实部与虚部

5、实现两复数的加法、减法、乘法。

a.伪代码：

两个变量，实部RealPart和虚部ImaginaryPart。sh xu

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

打印一个复数

b.产品代码:

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("这两个复数的和为：");
    this.sh=p1.sh+p2.sh;
    this.xu=p1.xu+p2.xu;
    print();
}
public void minusFu(Complex p1,Complex p2){
    System.out.println("这两个复数的差为：");
    this.sh=p1.sh-p2.sh;
    this.xu=p1.xu-p2.xu;
    print();
}
public void outputFu(){
    System.out.println("复数的值为：");
    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);
    }
}
}

C.测试代码：

package exp1;
import java.util.Scanner;
public class MyComplex {
static int r;
static int i;
private double m;
private double n;
public static int getRealPart(int RealPart){
    r = RealPart;
    return r;
}
public static int getImaginePart(int ImaginePart){
    i = ImaginePart;
    return i;
}
public MyComplex(double m, double n) {
    this.m = m;
    this.n = n;
}
public MyComplex add(MyComplex c) {
    return new MyComplex(m + c.m, n + c.n);
}
public MyComplex minus(MyComplex c) {
    return new MyComplex(m - c.m, n - c.n);
}
public MyComplex multiply(MyComplex c) {
    return new MyComplex(m * c.m - n * c.n, m * c.n + n * c.m);
}
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;
}
}

（五）UML

UML图可以转化成Java代码

PSP

步骤	耗时	百分比
需求分析	30min	16.7%
设计	60min	33.3%
代码实现	45min	25%
测试	15min	8.3%
分析总结	30min	16.7%