2018-2019-2-20175204 张湲祯 实验二 《Java开发环境的熟悉》实验报告
实验二 Java面向对象程序设计
一.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
二.实验步骤：
1.单元测试
1.在 IDEA中我们把产品代码放在src目录中，把测试代码放在test目录中，右键单击项目，在弹出的菜单中选择New->Directory新建一个目录：test。
Mark Directory->Test Sources Root。 3.根据实验内容代码进行测试，分别对“正常情况”、“边界情况”、“异常情况”进行检验 。 正常情况：
边界情况：
异常情况：
4.根据实验内容代码对自己代码进行修改，是检验结果通过。
2.TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
1.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）。
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。 3.下载并配置Junit 1）IDEA中使用JUnit要安装插件，选择File->Setting打开设置对话框。 2）在设置对话框中选择Plugins, 单击Install JetBrains plugin...按钮打开插件安装界面。 3）在插件安装对话框的搜索中输入junit,单击JunitGenerator V2.0,单击右边绿色的Install1按钮安装。 4）安装完之后重启idea。 4.使用junit 1）点击File->Project Structure进入配置界面 2）点击加号，点击依赖，在路径中选择你安装IDEA的路径，找到lib文件夹，应用junit
3）点击你要测试的类名，再点击右侧的小灯泡，然后点击新建测试Create Test这里选择Junit3，下面选择你要测试的方法。
4）添加正常测试、边界测试、异常测试，注意测试用例前一定要有注解@Test，使用assertEquals语句测试实际结果与预期结果是否一致。
5）根据实验内容更改实验代码，并进行测试
3.以 TDD的方式研究学习StringBuffer
1）根据实验要求写实验测试代码
import junit.framework.TestCase;import org.junit.Test;public class StringBufferDemoTest extends TestCase { StringBuffer a = new StringBuffer("StringBuffer"); StringBuffer b = new StringBuffer("StringBufferStringBuffer"); StringBuffer c = new StringBuffer("StringBufferStringBufferStringBuffer"); @Test public void testcharAt() throws Exception { assertEquals('S',a.charAt(0)); assertEquals('g',a.charAt(5)); assertEquals('r',a.charAt(11)); } @Test public void testcapacity() throws Exception { assertEquals(28,a.capacity()); assertEquals(40,b.capacity()); assertEquals(52,c.capacity()); } @Test public void testlength() throws Exception { assertEquals(12,a.length()); assertEquals(24,b.length()); assertEquals(36,c.length()); } @Test public void testindexOf() throws Exception { assertEquals(0,a.indexOf("Str")); assertEquals(5,a.indexOf("gBu")); }} 2）并进行测试
3）利用API查出capacity(),length()方法的功能。 4.面向对象三要素
1.抽象
抽象就是抽出事物的本质特征而暂时不考虑他们的细节。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。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。过程抽象的结果是函数，数据抽象的结果是抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT），类可以作具有继承和多态机制的ADT。数据抽象才是OOP的核心和起源。 3.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";5.让系统支持Float类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确.
1.实验代码
abstract class Data { abstract public void DisplayValue(); } class Integer extends Data { int value; Integer() { value=100; } public void DisplayValue(){ System.out.println (value); } } class Float extends Data{ //float类 float value; Float(){ value=(float)66.66; } 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 FloatFactory extends Factory{ public Data CreateDataObject(){ return new Float(); } } class Document { Data pd; Document(Factory pf){ pd = pf.CreateDataObject(); } public void DisplayData(){ pd.DisplayValue(); } } //Test class public class MyDoc { static Document d; static Document e; public static void main(String[] args) { d = new Document(new IntFactory()); d.DisplayData(); e=new Document(new FloatFactory()); e.DisplayData(); } } 2.运行截图
6.使用TDD的方式设计关实现复数类Complex
1.测试代码
import junit.framework.TestCase;import org.junit.Test;import static junit.framework.TestCase.assertEquals;public class ComplexTest extends TestCase { Complex c1 = new Complex(0, 3); Complex c2 = new Complex(-1, -1); Complex c3 = new Complex(2,1); @Test public void testgetRealPart() throws Exception { assertEquals(-1.0, Complex.getRealPart(-1.0)); assertEquals(5.0, Complex.getRealPart(5.0)); assertEquals(0.0, Complex.getRealPart(0.0)); } @Test public void testgetImagePart() throws Exception { assertEquals(-1.0, Complex.getImagePart(-1.0)); assertEquals(5.0, Complex.getImagePart(5.0)); assertEquals(0.0, Complex.getImagePart(0.0)); } @Test public void testComplexAdd() throws Exception { assertEquals("-1.0+2.0i", c1.ComplexAdd(c2).toString()); assertEquals("2.0+4.0i", c1.ComplexAdd(c3).toString()); assertEquals("1.0", c2.ComplexAdd(c3).toString()); } @Test public void testComplexSub() throws Exception { assertEquals("1.0+4.0i", c1.ComplexSub(c2).toString()); assertEquals("-2.0+2.0i", c1.ComplexSub(c3).toString()); assertEquals("-3.0 -2.0i", c2.ComplexSub(c3).toString()); } @Test public void testComplexMulti() throws Exception { assertEquals("3.0 -3.0i", c1.ComplexMulti(c2).toString()); assertEquals("-3.0+6.0i", c1.ComplexMulti(c3).toString()); assertEquals("-1.0 -3.0i", c2.ComplexMulti(c3).toString()); } @Test public void testComplexComplexDiv() throws Exception { assertEquals("-1.5 -1.5i", c1.ComplexDiv(c2).toString()); assertEquals("1.2+0.6i", c1.ComplexDiv(c3).toString()); assertEquals("-0.6 -0.6i", c2.ComplexDiv(c3).toString()); }} 2.实验代码
public class Complex{ private double r; private double i; public Complex(double r, double i) { this.r = r; this.i = i; } public static double getRealPart(double r) { return r; } public static double getImagePart(double i) { return i; } public Complex ComplexAdd(Complex c) { return new Complex(r + c.r, i + c.i); } public Complex ComplexSub(Complex c) { return new Complex(r - c.r, i - c.i); } public Complex ComplexMulti(Complex c) { return new Complex(r * c.r - i * c.i, r * c.i + i * c.r); } public Complex ComplexDiv(Complex c) { return new Complex((r * c.i + i * c.r)/(c.i * c.i + c.r * c.r), (i * c.i + r * c.r)/(c.i * c.i + c.r * c.r)); } public String toString() { String s = " "; if (i > 0) s = r + "+" + i + "i"; if (i == 0) s = r + ""; if (i < 0) s = r + " " + i + "i"; return s; }} 3.测试截图
7.对实验二中的代码进行建模
参考（https://blog.csdn.net/chktsang/article/details/79697747）画类图
1.代码abstract class Data { abstract public void DisplayValue(); } class Integer extends Data { int value; Integer() { value=100; } public void DisplayValue(){ System.out.println (value); } } class Float extends Data{ //float类 float value; Float(){ value=(float)66.66; } 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 FloatFactory extends Factory{ public Data CreateDataObject(){ return new Float(); } } class Document { Data pd; Document(Factory pf){ pd = pf.CreateDataObject(); } public void DisplayData(){ pd.DisplayValue(); } } //Test class public class MyDoc { static Document d; static Document e; public static void main(String[] args) { d = new Document(new IntFactory()); d.DisplayData(); e=new Document(new FloatFactory()); e.DisplayData(); } } 2.类图
实验中遇到问题
1.问题：在配置junit时显示无法同时配置。
解决方法：在错误地方按alt+enter进行自动修复配置。（https://blog.csdn.net/shifangwannian/article/details/48142329） 实验体会
通过这次实验二，熟悉了代码的编写和添加类，并且对uml类图有了最基本的认识，开始尝试画类图，虽然在开始很有难度，但在博客中学习关于类图的内容并结合教程，画出了类图。在实验中还学习了TDD模式，这种先编写测试代码，后编写实验代码在一定程度上降低了编写的错误。在实验中还是感觉自己能力欠缺，还需要努力学习。