北京电子科技学院（BESTI）

实     验    报     告

课程：Java程序设计  班级：1352 姓名：贺邦  学号：20135208

成绩：             指导教师：娄嘉鹏    实验日期：2015.5.7

实验密级：         预习程度：         实验时间：15:50--20:50

仪器组次：         必修/选修： 选修            实验序号：2

实验名称：实验二 Java面向对象程序设计

实验目的与要求：

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

实验仪器：

名称	型号	数量
PC	LenovoY510P	1
Eclipse	/	1

一、实验内容及步骤

（一）单元测试

1、 三种代码

需求：我们要在一个MyUtil类中解决如果成绩小于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” 。

（1）伪代码

（2）产品代码

（3）测试代码

2．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

（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

代码层次结构：

运行：

（5）TDD的编码节奏是：

•  增加测试代码，JUnit出现红条

•  修改产品代码

（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。

3、例

（1）我们可以用UML中的类图来描述类Dog：

•  JUnit出现绿条，任务完成

（三）设计模式初步

（1）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)

OCP是OOD中最重要的一个原则，OCP的内容是：

· software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.

· 软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。

三、遇到的问题及解决方法

出现的问题：在单元测试的编写中，由于网络信号不稳定，经常出现断网、卡机等问题，只能等待网络恢复，或者重新开启虚拟机重新进行实验，因此也耽误了很多时间

另外一大问题就是，测试代码的编写过程中因为不太熟悉程序的编写，最后是自己对照着产品代码来写的测试代码，所以测试代码出现了很多问题，花费了很多时间去修改。有的编写代码最终还是无法顺利运行。

四、实验收获

　　这次实验尽管花了很多时间，但是我也收获了很多。首先，通过这次实验，我对虚拟机的使用更加熟悉，也更加适应这种实验模式。单元测试也帮助我提升了自己的能力，一步一步地引导我学会处理可能出现的种种问题，同时也教会我以后在编写程序的时候要考虑到各种可能性，以提高代码的安全性。

　　通过这次实验，我还接触到了很多以前没有听说过的知识，例如TDD，虽然陌生，处理起来比较吃力，但对我来说还是比较开眼界的。我觉得通过每一次的java实验，不仅提高了我的学习能力，更培养了持之以恒的意识，虽然有些困难，仍然尽力去做，可能最后还是没有结果，但是也会去努力一下。

五、练习题

//伪代码
//复数类
类有虚部实部
复数的加法运算
复数的减法运算
复数的乘法运算
复数的除法运算

//产品代码
public class ComplexDemo {
// main方法
public static void main(String[] a) {
Complex b = new Complex(2, 5);
Complex c = new Complex(3, -4);
System.out.println(b + "+" + c + "=" + b.add(c));
System.out.println(b + "-" + c + "=" + b.minus(c));
System.out.println(b + "*" + c + "=" + b.multiply(c));
System.out.println(b + "/" + c + "=" + b.divide(c));
}
}

// Complex类
class Complex {
private double m;// 实部
private double n;// 虚部

public Complex(double m, double n) {
this.m = m;
this.n = n;
}

// add
public Complex add(Complex c) {
return new Complex(m + c.m, n + c.n);
}

// minus
public Complex minus(Complex c) {
return new Complex(m - c.m, n - c.n);
}

// multiply
public Complex multiply(Complex c) {
return new Complex(m * c.m - n * c.n, m * c.n + n * c.m);
}

// divide
public Complex divide(Complex c) {
double d = Math.sqrt(c.m * c.m) + Math.sqrt(c.n * c.n);
return new Complex((m * c.m + n * c.n) / d, Math.round((m * c.n - n * c.m) / d));
}

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;
}
}
//测试代码

public static ComplexTest{
public static void main(String[] args){
class Complex {

private double m;// 实部
private double n;// 虚部

public Complex(double m, double n) {
this.m = m;
this.n = n;
}

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;
  }

}

}

}

六、时间统计

步骤	耗时	百分比
需求分析	1h	16.7%
设计	1h	16.7%
代码实现	2h	33.2%
测试	1h	16.7%