1 实验目标概述

本次实验训练抽象数据类型（ADT）的设计、规约、测试，并使用面向对象
编程（OOP）技术实现 ADT。具体来说：
⚫ 针对给定的应用问题，从问题描述中识别所需的 ADT；
⚫ 设计 ADT 规约（pre-condition、post-condition）并评估规约的质量；
⚫ 根据 ADT 的规约设计测试用例；
⚫ ADT 的泛型化；
⚫ 根据规约设计 ADT 的多种不同的实现；针对每种实现，设计其表示
（representation）、表示不变性（rep invariant）、抽象过程（abstraction
function）
⚫ 使用 OOP 实现 ADT，并判定表示不变性是否违反、各实现是否存在表
示泄露（rep exposure）；
⚫ 测试 ADT 的实现并评估测试的覆盖度；
⚫ 使用 ADT 及其实现，为应用问题开发程序；
⚫ 在测试代码中，能够写出 testing strategy 并据此设计测试用例。

2 实验环境配置

在github上git clone老师的仓库，然后再在eclipse中选择import a existed project。
私有仓库地址

3 实验过程

请仔细对照实验手册，针对三个问题中的每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但千万不要把你的源代码全部粘贴过来！）。

3.1 Poetic Walks

构造一个泛型接口Graph，可以采用两种不同的方式实现，分别是点图和边图。在problem4当中，根据已经构造的graph，生成一个有关语言的图，并根据这个图自动补齐输入词组。

3.1.1 Get the code and prepare Git repository

git init
git remote add origin https://github.com/ComputerScienceHIT/Lab2-1180300410.git
git clone

3.1.2 Problem 1: Test Graph

现在Graph当中采用一种方法构造一个emptyGraph，这里采用ConcreteEdgesGraph。

public static <L> Graph<L> empty() {Graph<L> graph = new ConcreteEdgesGraph<L>();return graph;}

3.1.3 Problem 2: Implement Graph

3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph

采用一个Set集合和List<Edge>列表分别保存图的顶点和边。
// Abstraction function:
// represent a set of edges from a source
// Representation invariant:
// the weight is nonnegative
// edges are less than n * (n + 1)
// only an edge between the a source and a target
其中有add，remove，set，sources，targets等操作。除此之外，还有另外一个Edge类来保存边，域中有source边，target边和权值。

3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph

采用一个List<Vertex>保存图。
// Abstraction function:
// vertices represent the node in a graph
// two maps in Vertex represent the in and out edge to a vertex
// Representation invariant:
// Vertex may not be null
// elements in in map is similar to out map
// weight -> nonnegative
// Safety from rep exposure:
// use private and final to protect
与3.1.3.1有相同的操作。其中还有另外一个Vertex类来保存一个点，以及与这个点相邻的点的信息，用一个Map<L, Integer>分别保存相邻的顶点和边的权值。

3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph

3.1.4.1 Make the implementations generic

将上面完成的两个文件中所有用到String的地方改成即可实现泛型。

3.1.4.2 Implement Graph.empty()

采用ConcreteEdgesGraph实现，构造一个空的ConcreteEdgesGraph。

3.1.5 Problem 4: Poetic walks

3.1.5.1 Test GraphPoet

// Testing strategy
// Partition of input:empty String, one word, some words

3.1.5.2 Implement GraphPoet

根据读入的文件构造一个图，再根据这个图对输入进行补全。

     for (int i = 0; i < (words.length - 1); i++) {sources = graph.sources(words[i + 1].toLowerCase());targets = graph.targets(words[i].toLowerCase());sb.append(words[i].toLowerCase() + " ");int weight = 0;String bridge = "";for (String word : targets.keySet()) {if (sources.keySet().contains(word)) {if (sources.get(word)+ targets.get(word) > weight) {weight = sources.get(word) + targets.get(word);// sb.append(word + " ");bridge = word;}}}if (weight > 0) {sb.append(bridge.toLowerCase() + " ");}}sb.append(words[words.length - 1].toLowerCase());

3.1.5.3 Graph poetry slam

3.1.6 Before you’re done

请按照http://web.mit.edu/6.031/www/sp17/psets/ps2/#before_youre_done的说明，检查你的程序。
如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab2仓库。
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。
在eclipse中按照图形化的界面提交。commit and push。
项目名称： Lab2-1180300410
src
  P0
   graph
    ….java
   poet
    ….java
    ….txt
test
  P1
   graph
    …Test.java
   poet
    …Test.java
    ….txt

3.2 Re-implement the Social Network in Lab1

基于3.1完成的图实现Lab1中的FriendshipGraph。

3.2.1 FriendshipGraph类

 private Graph<Person> graph = Graph.empty();public void addVertex(Person person) {graph.add(person);}public void addEdge(Person person1, Person person2) {graph.set(person1, person2, 1);}

getDistance依然采用DFS实现。

3.2.2 Person类

此处直接将Lab1的Person类copy过来就可。

3.2.3 客户端main()

采用与Lab1相同的客户端main。

 public static void main(String[] args) {FriendshipGraph graph = new FriendshipGraph();Person rachel = new Person("Rachel");Person ross = new Person("Ross");Person ben = new Person("Ben");Person kramer = new Person("Kramer");//Person k = new Person("Ben");//graph.addVertex(k);graph.addVertex(rachel);graph.addVertex(ross);graph.addVertex(ben);graph.addVertex(kramer);graph.addEdge(rachel, ross);graph.addEdge(ross, rachel);graph.addEdge(ben, ross);graph.addEdge(ross, ben);System.out.println(graph.getDistance(rachel, ross));System.out.println(graph.getDistance(rachel, ben));System.out.println(graph.getDistance(rachel, rachel));System.out.println(graph.getDistance(rachel, kramer));}

3.2.4 测试用例

仍然采用与Lab1相同的测试用例。

3.2.5 提交至Git仓库

如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab3仓库。
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。
在eclipse中按照图形化的界面提交。commit and push。
项目名称： Lab2-1180300410
src
  P2
   FriendshipGraph.java
   Person.java
test
  P2
   FriendshipGraphTest.java

3.3 Playing Chess

3.3.1 ADT设计/实现方案

3.3.1.1 Position类

//fields
private int x;
private int y;
// Abstraction function:
// x is the x line in the UCS
// y is the y line in the UCS
// (0, 0) is the left and down corner
// Representation invariant:
// both are nonnegative
// Safety from rep exposure:
// use private

3.3.1.2 Player类

//fields
private final String name;
private final Type color;
private List pieceList = new ArrayList<>();
// Abstraction function:
// the name of player represent a player
// player1 use WHITE while player2 use BLACK
// the pieces the player has are in the pieceList
// Representation invariant:
// the name may not be similar
// all the fields may not be null
// Safety from rep exposure:
// use private and final and defined copy

3.3.1.3 Action类

the search and calculate piece number method in a game. no constructor, AF, RI and so on.

3.3.1.4 Type类

• the type and color of pieces.
• BLACK and WHITE in go game.
• the others in chess game.
• besides BLACK and WHITE also represent the color.

3.3.1.5 Piece类

//fields
private final Type type;
private final Player player;
// Abstraction function:
// the type is the kind of the piece
// player is the owner of the piece
// Representation invariant:
// type and player are not null
// Safety from rep exposure:
// use private and final

3.3.1.6 Board类

//fields
private int size;
private final Map<Position, Piece> board = new HashMap<>();
// Abstraction function:
// size is the size of the board
// the map’s key is a position on the board
// the map’s value is the piece on the position
// Representation invariant:
// size is nonnegative. in fact, it’s 8 or 19
// the map is not null
// Safety from rep exposure:
// use private, final, and defined copy

3.3.1.7 Game类

//fields
private Board gameBoard;
private final Player player1;
private final Player player2;
private final Action action = new Action();
private final StringBuilder sb = new StringBuilder("");
// Abstraction function:
// use gameBoard to represent a board in a game
// two players are player1 and player2
// sb to record the operation
// Representation invariant:
// gameBoard, player1, and player2 is not null
// Safety from rep exposure:
// use private and final

3.3.2 主程序MyChessAndGoGame设计/实现方案

辅之以执行过程的截图，介绍主程序的设计和实现方案，特别是如何将用户在命令行输入的指令映射到各ADT的具体方法的执行。

初始化部分：

 public static void main(String[] args) {Scanner input = new Scanner(System.in);Game game;while (true) {System.out.println("请输入游戏(chess or go)： ");String s = input.next();

围棋部分：

         if (s.equals("go")) {System.out.println("请输入玩家1的名字： ");String player1 = input.next();String player2;while(true){System.out.println("请输入玩家2的名字： ");player2 = input.next();if(! player2.equals(player1))break;System.out.println("不允许重名，请重新输入");}game = new Game(player1, player2);game.init(false);int i = 1;while (s != "end") {i = i % 2;System.out.println("现在是" + game.getPlayer(i).getName() + "操作： ");System.out.println("1. 落子");System.out.println("2. 提子");System.out.println("3. 打印棋盘");System.out.println("4. 查询位置");System.out.println("5. 计算我的棋子数目");System.out.println("6. 计算对方棋子数目");System.out.println("7. 跳过");System.out.println("end. 结束");s = input.next();if(s.equals("end"))break;int choose = Integer.valueOf(s);switch(choose) {case 1:System.out.println("请输入落子位置： ");game.put(new Position(input.nextInt(), input.nextInt()), new Piece(i == 1 ? Type.WHITE : Type.BLACK, game.getPlayer(i)));i = i + 1;break;case 2:System.out.println("请输入要移除棋子的位置： ");game.remove(game.getPlayer(i), new Position(input.nextInt(), input.nextInt()));i = i + 1;break;case 3:game.print();break;case 4:System.out.println("请输入要查询的位置： ");Position p = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());System.out.println(game.search(p) == null ? "此处无棋子" : game.search(p).pieceImformation());break;case 5:System.out.println(game.getPlayer(i).getName() + "的棋子数量是" + game.calculatePieceNumber(game.getPlayer(i)));break;case 6:System.out.println(game.getPlayer(i + 1).getName() + "的棋子数量是" + game.calculatePieceNumber(game.getPlayer(i + 1)));break;case 7:game.skipe(game.getPlayer(i));i = i + 1;break;default:System.out.println("请重新输入");continue;}}game.history();break;
}

国际象棋部分：

else if (s.contentEquals("chess")) {System.out.println("请输入玩家1的名字： ");String player1 = input.next();String player2;while(true){System.out.println("请输入玩家2的名字： ");player2 = input.next();if(! player2.equals(player1))break;System.out.println("不允许重名，请重新输入");}game = new Game(player1, player2);game.init(true);int i = 1;while (s != "end") {i = i % 2;System.out.println("现在是" + game.getPlayer(i).getName() + "操作： ");System.out.println("1. 移子");System.out.println("2. 吃子");System.out.println("3. 打印棋盘");System.out.println("4. 查询位置");System.out.println("5. 计算我的棋子数目");System.out.println("6. 计算对方棋子数目");System.out.println("7. 跳过");System.out.println("end. 结束");s = input.next();if(s.equals("end"))break;int choose = Integer.valueOf(s);switch(choose) {case 1:System.out.println("请输入要移动棋子的位置： ");Position source = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());System.out.println("请输入要移动到的位置： ");Position target = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());game.move(game.getPlayer(i), source, target);i = i + 1;break;case 2:System.out.println("请输入要移动棋子的位置： ");Position source1 = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());System.out.println("请输入要吃棋子的位置： ");Position target1 = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());game.eat(game.getPlayer(i), source1, target1);i = i + 1;break;case 3:game.print();break;case 4:System.out.println("请输入要查询的位置： ");Position p = new Position(input.nextInt(), input.nextInt());System.out.println(game.search(p) == null ? "此处无棋子" : game.search(p).pieceImformation());break;case 5:System.out.println(game.getPlayer(i).getName() + "的棋子数量是" + game.calculatePieceNumber(game.getPlayer(i)));break;case 6:System.out.println(game.getPlayer(i + 1).getName() + "的棋子数量是" + game.calculatePieceNumber(game.getPlayer(i + 1)));break;case 7:game.skipe(game.getPlayer(i));i = i + 1;break;default:System.out.println("请重新输入");continue;}}game.history();break;} else {System.out.println("请重新输入 ");}}

3.3.3 ADT和主程序的测试方案

3.3.3.1 ActionTest

// Testing strategy:
// when the result is null, or not null
// when the result is zero, or negative

3.3.3.2 BoradTest

//Testing strategy:
// the board is empty or not empty

3.3.3.3 PieceTest

//Testing strategy:
// divided into piece with the same or different name

3.3.3.4 PlayerTest

//Testing strategy:
// the player have no piece or some pieces

3.3.3.5 PositionTest

//Testing strategy:
// divided into:
// 1. X is different and Y is different
// 2. only X   3. only Y
// 4. both are different

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