20155232 实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

20155232 实验一《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

实验要求

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；
完成实验、撰写实验报告，实验报告模板见QQ群，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）；
实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间。

实验步骤

一. 单元测试

TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
我们是该“先写产品代码，然后再写测试代码，通过测试发现了一些Bugs，修改代码”，还是该“先写测试代码，然后再写产品代码，从而写出来的代码就是正确的”呢？当然先写测试代码了。这种先写测试代码，然后再写产品代码的开发方法叫“测试驱动开发”（TDD）。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

基于TDD，我们不会出现过度设计的情况，需求通过测试用例表达出来了，我们的产品代码只要让测试通过就可以了。

参考
提交最后三个测试用例都通过的截图，截图上要有画图加水印，输入自己的学号。

如图：测试用例testNormal，测试异常情况的用例testException和一个测试边界情况的用例testBoundary

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

基于TDD，避免了出现过度设计的情况。测试结果出现了一个红条（red bar）,说明测试没通过，红条上面汇总了测试情况。出现一个绿条（green bar）,说明测试通过了。
TDD的目标是"Clean Code That Works"，TDD的slogan是"Keep the bar green, to Keep the code clean"

二.参考积极主动敲代码，使用JUnit学习Java以 TDD的方式研究学习StringBuffer，提交你的单元测试用例和测试通过的截图，截图要加上学号水印。

StringBuffer的例子，代码如下：

 public class StringBufferDemo{        
 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.indexOf("tring"));    
      System.out.println("buffer = " + buffer.toString());    
 }    
}

使用TDD的方式完成的：
撰写测试代码

4个测试用例均通过，所以出现了green bar。

三.参考Java面向对象程序设计
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

用自己的学号%6进行取余运算，根据结果进行代码扩充：让系统支持Boolean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。
对应的原代码如下：

class Integer { 
   int value;    
   public Integer(){
      value=100;  
   }    
   public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);  
   } 
} 
class Document { 
   Integer pi; 
   public Document(){
       pi = new Integer(); 
   } 
   public void DisplayData(){
      pi.DisplayValue();  
   } 
} 
public class MyDoc{ 
   static Document d;
   public static void main(String [] args) { 
        d = new Document(); 
        d.DisplayData(); 
  } 
}

修改后的代码和运行通过截图：

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)

充分理解OCP和DIP

OCP(Open-Closed Principle,开放-封闭原则)：①对扩充开放（Open For Extension ）要求软件模块的行为必须是可以扩充的，在应用需求改变或需要满足新的应用需求时，我们要让模块以不同的方式工作； ②对修改封闭（Closed for Modification ）要求模块的源代码是不可改动的，任何人都不许修改已有模块的源代码。 ③基于OCP，利用面向对象中的多态性（Polymorphic），更灵活地处理变更拥抱变化 OCP可以用以下手段实现：（1）抽象和继承，（2）面向接口编程。
DIP(Dependency Inversion Principle,依赖倒置原则)：通过接口或者抽象类，DIP在应用中通过依赖注入的方式实现解耦，重用低级模块，重用实现，解除依赖。

四.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)

码云提交链接：

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