实验二 Java面向对象程序设计
实验内容
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初步掌握单元测试和TDD
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理解并掌握面向对象三要素：封装、继承、多态
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初步掌握UML建模
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熟悉S.O.L.I.D原则
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了解设计模式
实验步骤
（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：
3.测试代码：
（二）TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
（1）概念：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）。
（2）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
具体执行步骤如下:
（3）优势：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。
（4）将百分制转五分制改写成TDD
（二）面向对象三要素
1、抽象
（1）“去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同”的能力
（2）过程抽象、数据抽象
2、封装、继承与多态
（1）面向对象的三要素：封装、继承、多态。
（2）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）。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。
（3）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。
三）设计模式初步
1、S.O.L.I.D原则
如何借助抽象思维用好三要素特别是多态是非常困难的，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)
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
（1）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。
（2）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Comple
复数=实部数+虚部数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：
虚部大于0 “实部”+“实部”+““+”虚部“+”i“
虚部大于0 ”实部“+”虚部“+”i“
虚部为0 ”实部“
（2）产品代码
五、遇到的问题与解决方法
遇到问题：
1.在编写复数类Complex时出现了测试错误
2..编写运行Animal代码有错，Dog和Cat需要在文件中被定义
3.@Test不能忘了
解决方法：
1.反复比较产品代码和测试代码，不断完善修改
2.将Animal和Dog、Cat放在不同的class文件中编译
3.测试代码测试不同东西时，改变时增加@Test
六、实验感悟
通过这次实验，我熟练掌握了TDD方法，
知道了伪代码—〉测试代码—〉产品代码的设计顺序，
通过反复设计测试代码，比较产品代码，最终不断完善形成一个健壮的代码，
设计时需要不重不漏，锻炼了我们的逻辑思维能力，收获很大！
