2018-2019-2 20175320实验三《敏捷开发与XP实践》实验报告

一、实验步骤及内容

软件工程是把系统的、有序的、可量化的方法应用到软件的开发、运营和维护上的过程。软件工程包括下列领域：软件需求分析、软件设计、软件构建、软件测试和软件维护。软件工程通常是开发流程与开发工具的组合，而敏捷和极限编程就是开发方法的一部分。
敏捷开发

• 敏捷开发是一种以人为核心、迭代、循序渐进的开发方法。
  极限编程（XP）
• 极限编程是一种全新而快捷的软件开发方法，其包括沟通、简单、反馈、勇气这几项准则；编码、测试、倾听、设计这几项活动；编码标准，结对编程，代码集体所有，测试，重构等12项实践。
  本次实验中我们对编码标准，结对编程，代码集体所有，测试，重构这几项实践进行练习。

（一）编码标准——使用阿里的编码标准并借助阿里开放的IDE检测插件对代码进行规范。

在这一步骤中我们主要需要安装阿里的格式插件并使用插件以及IDEA中的Code工具对代码进行规范并格式化。
1、在IDEA中安装Alibaba Java Code Guide lines并重启IDEA。
2、打开一个项目用于代码规范，这里我使用的是以前测试数据库连接的MessageDAODemo等类。
3、右键点击src，选择编码规约扫描即可在下面的窗口中查看是否符合规范，如不符合可以查看不符合的具体位置以及相应问题。

4、找到定位到的行，根据中文提示将问题解决，这里的MessageDAO由于特殊情况可以不使用驼峰规则。

5、新建一个CodeStandard类，并使用IDEA中的Code->Reformate Code对代码进行格式化，在Code工具中还可以进行插入、重写方法以及添加注释等一系列格式化的操作。

（二）结对编程，代码集体所有，测试——了解结对编程，并在码云上把自己的学习搭档加入自己的项目中，下载搭档实验二的Complex代码，加入不少于三个JUnit单元测试用例。

结对编程在做“小学四则运算题目”这一项目时已经体会过了。在结对编程模式下，一对程序员肩并肩、平等地、互补地进行开发工作，两人分别充当驾驶员以及领航员的角色。而代码集体所有我们是通过git实现的，通过git我们不仅可以让所有人项目参与人都能修改代码，还可以对旧版本进行修改，并在新版本出问题时及时找到能实现部分功能的旧版本。实验二中我们已经对测试驱动的程序开发有所了解，在本次实验中需要使用junit添加单元测试用例，并对以前的代码进行测试。
1、在码云中的仓库界面中点击管理->添加管理员，并将链接发送给搭档，将搭档添加为管理员，搭档也需要按同样的操作将我添加为管理员。
2、成为搭档仓库的管理员后，在搭档的仓库中添加公钥，并将搭档的仓库克隆。
3、找到Complex代码，在仓库中新建一个文件夹并添加Complex代码以及自己的测试类ComplexTest。
4、使用junit进行测试，编写测试用例，直到所有实际值都与预期值相符，具体步骤请见实验二的报告。

5、将添加内容通过git上传到搭档的仓库中，并使用git log命令查看上传记录。

（三）重构——使用阿里的插件进行代码规约扫描，并使用IDEA的refactor菜单对代码进行重构

重构，就是在不改变软件外部行为的基础上，改变软件内部的结构，使其更加易于阅读、易于维护和易于变更。而IDEA的重构菜单能使我们的修改更加便捷。
1、这里我选用的是搭档的Complex类，按照上一部分的过程对代码进行规约扫描，发现有变量的命名不符合驼峰规则，于是使用refactor菜单中的rename选项变量进行批量的改变名字。


2、还存在有类没有添加创建者的信息，点击图示位置，在窗口的右侧可以一键添加创建者的信息。


3、窗口显示还需要使用javadoc规范，于是在所需更改行将注释改为/**内容**/格式。

（四）以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习，结合重构，git,代码标准。

使用Java的JCE可以很方便的实现加密和解密，在本次实验中我们使用Java来实现使用凯撒密码、对称密码、非对称密码对字符串进行加密，以及使用密钥协定创建密钥并使用Java计算指定字符串的消息摘要。
1、凯撒密码

• 凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）
• 解密过程可表示为：m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数）
  实验代码运行结果如图：
  

2、对称密码-DES算法
（一）加密

• （1）获取密钥生成器
• （2）初始化密钥生成器
• （3）生成密钥
• （4）通过对象序列化方式将密钥保存在文件中
• （5）获取密钥
• （6）创建密码器（Cipher对象）
• （7）初始化密码器
• （8）获取等待加密的明文
• （9）执行加密
• （10）处理加密结果
  运行结果如图：
  
  （二）解密
  解密时需要使用以字节保存在文件中的密钥
• （1）获取密文
• （2）获取密钥
• （3）创建密码器（Cipher对象）
• （4）初始化密码器
• （5）执行解密
  运行结果如图：
  

3、非对称密码-RSA算法
RSA算法是使用整数进行加密运算的，在RSA公钥中包含了两个信息：公钥对应的整数e和用于取模的整数n。对于明文数字m，计算密文的公式是：me mod n。在RSA私钥中包含了两个信息：私钥对应的整数d和用于取模的整数n。其中的n和加密时的n完全相同。对于密文数字c，计算明文的公式是：cd mod n。

（一）生成双钥

• （1）创建密钥对生成器
• （2）初始化密钥生成器
• （3）生成密钥对
• （4）获取公钥和私钥
  （二）使用公钥进行加密
• （1）获取公钥
• （2）获取公钥的参数(e, n)
• （3）获取明文整数(m)
• （4）执行计算
  步骤一二的运行结果如图：
  
  （三）使用私钥进行解密
• （1）读取密文
• （2）获取私钥
• （3）获取私钥的参数(d, n)
• （4）执行计算
• （5）计算明文整型数对应的字符串
  运行结果如图：
  

4、使用密钥协定创建共享密钥
密钥协定可以用来交换对称密钥，执行密钥协定的标准算法是DH算法，通过共享密钥可以实现秘密传送大量数据。

• （1）创建DH公钥和私钥
• （2）创建共享密钥
• （3）读取自己的DH私钥和对方的DH公钥
• （4）创建密钥协定对象
• （5）初始化密钥协定对象
• （6）执行密钥协定
• （7）生成共享信息
  运行结果如图：
  
  

5、Java摘要算法

• （1）生成MessageDigest对象
• （2）传入需要计算的字符串
• （3）计算消息摘要
• （4）处理计算结果
  运行结果如下：
  
  git log如下：
  

二、实验时遇到的问题:

• 问题1:在使用阿里插件时注释不符合标准，但不知如何更改。
• 问题1解决方法:反复尝试多次后发现需要在类前添加/**注释*/ 的内容。
• 问题2:在创建共享密钥部分进行运行时命令行出现java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException的错误。
  
• 问题2解决方法:发现是运行时少输入了参数，args[]数组只有一位，发生了数组下标溢出。
  

三、实验感想

本次实验的部分内容比如结对、git的使用、测试已经在前面练习过了，因此没有遇到太大的问题，而重构和编码标准使我使我知道如何写出跟易读的代码，并对不合格代码进行更高效的检测和修改。而Java与密码学部分使我有更简单快捷的方法实现各种密码算法，Java的各种API十分的便捷，可以节省很多编写算法的时间。
附上PSP时间：
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
| -- | -- | -- |
| 需求分析 | 20 | 16% |
| 设计 | 15 | 12% |
| 代码实现 | 35 | 28% |
| 测试 | 45 | 36% |
| 分析总结 | 10 | 8% |