20175212童皓桢 Java实验二

Stella981
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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

20175212童皓桢 Java实验二 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 20175212童皓桢 Java实验二

边界情况 20175212童皓桢 Java实验二

异常情况 20175212童皓桢 Java实验二

(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 20175212童皓桢 Java实验二

  • 输入如图测试代码并运行,如果测试失败则出现如图提示 20175212童皓桢 Java实验二

  • 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 20175212童皓桢 Java实验二

(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。 20175212童皓桢 Java实验二 20175212童皓桢 Java实验二 20175212童皓桢 Java实验二

  • 利用JUnit进行测试,并输入如图测试代码,test passed! 20175212童皓桢 Java实验二

(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: 20175212童皓桢 Java实验二

(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

20175212童皓桢 Java实验二 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); @Test public 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)); } @Test public 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)); } @Test public 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()); } @Test public 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()); } @Test public 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()); } @Test public 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 20175212童皓桢 Java实验二

(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

20175212童皓桢 Java实验二

实验中遇到的问题

  • 问题一:包名Junit提示错误 20175212童皓桢 Java实验二

  • 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

20175212童皓桢 Java实验二

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。 20175212童皓桢 Java实验二

  • 问题二:单元测试时提示找不到main方法。 20175212童皓桢 Java实验二

  • 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。 20175212童皓桢 Java实验二

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

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