实验二 Java面向对象程序设计实验报告

实验二 Java面向对象程序设计

实验内容

• 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

实验要求

• 1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程
• 2.完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞 的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导
• 3.严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。
• 4.请大家先在实验楼中的~/Code目录中用自己的学号建立一个目录，代码和UML图要放到这个目录中，截图中没有学号的会要求重做，然后跟着下面的步骤练习。

实验步骤

(一)单元测试

(1) 三种代码

1.伪代码

百分制转五分制：
  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”

2.产品代码

public class MyUtil{
   public static String percentage2fivegrade(int grade){
       //如果成绩小于60，转成“不及格”
       if (grade < 60)
           return "不及格";
       //如果成绩在60与70之间，转成“及格”
       else if (grade < 70)
           return "及格";
       //如果成绩在70与80之间，转成“中等”
       else if (grade < 80)
           return "中等";
       //如果成绩在80与90之间，转成“良好”
       else if (grade < 90)
           return "良好";
       //如果成绩在90与100之间，转成“优秀”
       else if (grade < 100)
           return "优秀";
       //其他，转成“错误”
       else
           return "错误";
   }
}

1. 测试代码

public class MyUtilTest {
public static void main(String[] args) {
        // 百分制成绩是50时应该返回五级制的“不及格”
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(50) != "不及格")
            System.out.println("test failed!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

(二)测试用例

1.正常情况下

2.异常情况，比如输入为负分或大于100的成绩

3.边界

(三)测试工具JUnit来辅助进行TDD

1.安装JUnit

2.新建一个空类MyUtil,鼠标单击类名会出现一个灯泡状图标，单击图标或按Alt + Entert,在弹出的菜单中选择Create Test,创建JUnit3的测试用例

3.我们增加第一个测试用例testNormal,注意测试用例前一定要有注解@Test,测试用例方法名任意，输入以下代码

import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class MyUtilTest extends TestCase {
    @Test
    public void testNormal() {
        assertEquals("不及格", MyUtil.percentage2fivegrade(55));
        assertEquals("及格", MyUtil.percentage2fivegrade(65));
        assertEquals("中等", MyUtil.percentage2fivegrade(75));
        assertEquals("良好", MyUtil.percentage2fivegrade(85));
        assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(95));
    }
}

4.测试代码上单击右键，选择Run 'MyTuilTest':

很显然出现了错误，修改代码后

(四)以TDD的方式研究学习StringBuffer

各方法的作用如下：

- charAt（int i）：得到字符串中第i个位置的字符，考虑到数组下标从0开始，字符串的位置也从0开始记。

- capacity（）：返回当前容量。容量指可用于最新插入的字符的存储量，超过这一容量就需要再次进行分配。

- length()：得到字符串长度

- indexOf（String buf）：得到buf字符串第一次出现的位置，该位置为buf中第一个字符的位置

• 产品代码

public class StringBufferDemo {

    public StringBuffer setBuffer() {
        StringBuffer buffer = new StringBuffer();
        buffer.append('b');
        buffer.append("abcdefg");
        System.out.println(buffer.charAt(1));
        System.out.println(buffer.length());
        System.out.println(buffer.capacity());
        System.out.println(buffer.indexOf("bc"));
        System.out.println(buffer.toString());
        return buffer;
    }
}

• 测试代码

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;

public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
    StringBuffer buffer1 = new StringBuffer();
    StringBuffer buffer2 = new StringBuffer("how are you");
    StringBuffer buffer3 = new StringBuffer("i like java");
    StringBufferDemo stringBufferDemo = new StringBufferDemo();

    @Test
    public void testcharAt() {
        buffer1.append('h');
        buffer1.append("ello java");
        assertEquals('o', buffer1.charAt(4));
        assertEquals('h', buffer1.charAt(0));
        assertEquals('a', stringBufferDemo.setBuffer().charAt(1));
    }

    @Test
    public void testlength() {
        assertEquals(0, buffer1.length());
        assertEquals(11, buffer2.length());
        assertEquals(11, buffer3.length());
        assertEquals(8, stringBufferDemo.setBuffer().length());
    }

    @Test
    public void testcapacity() {
        assertEquals(16, buffer1.capacity());
        assertEquals(27, buffer2.capacity());
        assertEquals(27, buffer3.capacity());
        assertEquals(16, stringBufferDemo.setBuffer().capacity());
    }

    public void testToString() {
        assertEquals("", buffer1.toString());
        assertEquals("how are you", buffer2.toString());
        assertEquals("i like java", buffer3.toString());
        assertEquals("babcdefg", stringBufferDemo.setBuffer().toString());
    }

    public void testIndexOf() {
        assertEquals(0, buffer1.indexOf(""));
        assertEquals(2, buffer2.indexOf("w are yo"));
        assertEquals(7, buffer3.indexOf("java"));
        assertEquals(3, stringBufferDemo.setBuffer().indexOf("cd"));
    }
}

• 测试结果
  
  

(五)对设计模式示例进行扩充

• 产品代码

//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=1;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
// Pattern Classes
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();
    }
}
//Client classes
class Document {
    Data pd;
    Document(Factory pf){
        pd = pf.CreateDataObject();
    }
    public void DisplayData(){
        pd.DisplayValue();
    }
}
//Test class
public class MyDoc {
    static Document d;
    public static void main(String[] args) {
        d = new Document(new ByteFactory());
        d.DisplayData();
    }
}

- 测试结果

(六）以TDD的方式开发一个复数类Complex

• 伪代码

double RealPart;复数的实部
double ImagePart;复数的虚部
getRealPart():返回复数的实部
getImagePart();返回复数的虚部
setRealPart():设置复数的实部
setImagePart();设置复数的虚部
输出形式：a+bi
（2）方法：
①定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I)
②定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a):实现复数加法
Complex ComplexSub(Complex a):实现复数减法
Complex ComplexMulti(Complex a):实现复数乘法
Complex ComplexDiv(Complex a):实现复数除法
③Override Object
public String toString():将计算结果转化为字符串形式并输出

• 产品代码

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;
    }
}

• 测试代码

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());
    }
}

• 测试结果
  
  

（七）使用WhiteStarUML对实验二中的代码进行建模，发类图的截图，加上学号水印。

实验中遇到的问题

• 问题一 下载Junit时，无法打开设置

• 问题一解决方法 删除汉化包，然后重新启动（没汉化的不存在这个问题）

• 问题二 在测试时，@test是红色的，无法正常运行

• 问题二解决方法 点击左边的灯泡，然后选择下载junit 4

• 问题三 在测试代码时，出现如下错误
  
  

• 问题三解决方法 点击左边小灯泡，按照提示改正即可