20175325 《JAVA程序設計》實驗二《JAVA開發環境的熟悉》實驗報告

一、實驗報告封面
課程：Java程序設計 班級：1753班 姓名：石淦銘 學號：20175325

指導教師：婁嘉鵬 實驗日期：2018年4月17日

實驗名稱：面向對象程序設計

實驗目的與要求：
1、完成實驗、撰寫實驗報告，註意實驗報告重點是運行結果，遇到的問題以及分析。
2、實驗報告中統計自己的PSP(Personal Software Process)時間；
3、掌握使用IDEA完成基礎編程與程序調試的能力。

二、實驗內容及步驟
（一）、實驗一：

• 實驗目的與要求：

1. 參考 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6371315.html#SECUNITTEST 完成單元測試的學習
2. 提交最後三個JUnit測試用例（正常情況，錯誤情況，邊界情況）都通過的截圖，截圖上要有畫圖加水印，輸入自己的學號
3. 本提交點考查JUnit會不會使用，測試用例至少要包含正常情況，錯誤情況，邊界情況的測試

• 實驗內容及結果截圖
  • 三種代碼：

偽代碼：從意圖層面來解決問題，表達自己思路的框架
產品代碼：用特定編程語言將偽代碼翻譯成產品代碼
測試代碼：測試產品代碼

1、偽代碼：是產品代碼最自然的、最好的註釋

百分制轉五分制：
如果成績小於60，轉成“不及格”
如果成績在60與70之間，轉成“及格”
如果成績在70與80之間，轉成“中等”
如果成績在80與90之間，轉成“良好”
如果成績在90與100之間，轉成“優秀”
其他，轉成“錯誤”
 

2、產品代碼

public class MyUtil{
   public static String percentage2fivegrade(int grade){
       //如果成績小於60，轉成“不及格”
       if (grade < 60)
           return "不及格";
       //如果成績在60與70之間，轉成“及格”
       else if (grade < 70)
           return "及格";
       //如果成績在70與80之間，轉成“中等”
       else if (grade < 80)
           return "中等";
       //如果成績在80與90之間，轉成“良好”
       else if (grade < 90)
           return "良好";
       //如果成績在90與100之間，轉成“優秀”
       else if (grade < 100)
           return "優秀";
       //其他，轉成“錯誤”
       else 
           return "錯誤";
   }
}
 

3、測試代碼

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

import static org.junit.Assert.*;

/**
 * Created by zyx on 2018/4/15.
 */
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("優秀", MyUtil.percentage2fivegrade(95));

    }
    @Test
    public void testException(){
        assertEquals("不及格",MyUtil.percentage2fivegrade(55));
        assertEquals("不及格",MyUtil.percentage2fivegrade(55));
    }
    @Test
    public void testBoundary(){
        assertEquals("不及格",MyUtil.percentage2fivegrade(0));
        assertEquals("及格",MyUtil.percentage2fivegrade(60));
        assertEquals("中等",MyUtil.percentage2fivegrade(70));
        assertEquals("良好",MyUtil.percentage2fivegrade(80));
        assertEquals("優秀",MyUtil.percentage2fivegrade(90));
        assertEquals("優秀",MyUtil.percentage2fivegrade(100));
    }
}

4、實驗截圖：
如果出現問題，JUnit會出現紅條，IDEA會提示哪一個測試用例出現問題，由此可以對應改正產品代碼中的問題，直到JUnit出現綠條，任務完成。

（二）、實驗二：

• 實驗目的與要求：
  1、參考 積極主動敲代碼，使用JUnit學習Java （http://www.cnblogs.com/rocedu/p/4837092.html)
  2、以 TDD的方式研究學習StringBuffer
  3、提交你的單元測試用例和測試通過的截圖，截圖要加上學號水印
  4、測試自己會不會寫JUnit測試用例
• 實驗內容及結果截圖：
  • TDD的一般步驟如下：

明確當前要完成的功能，記錄成一個測試列表
快速完成編寫針對此功能的測試用例
測試代碼編譯不通過（沒產品代碼呢）
編寫產品代碼
測試通過
對代碼進行重構，並保證測試通過（重構下次實驗練習）

測試運行截圖：

（三）、實驗三：

• 實驗目的與要求：
  1、參考實驗二 Java面向對象程序設計
  對設計模式示例進行擴充，體會OCP原則和DIP原則的應用，初步理解設計模式
  2、用自己的學號%6進行取余運算，根據結果進行代碼擴充：
  • 讓系統支持Byte類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印
  • 讓系統支持Short類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印
  • 讓系統支持Boolean類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印
  • 讓系統支持Long類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印
• 讓系統支持Float類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印

• 讓系統支持Double類，並在MyDoc類中添加測試代碼表明添加正確，提交測試代碼和運行結的截圖，加上學號水印

• 實驗內容及結果截圖：

1、S.O.L.I.D類設計原則是一個很好的指導：

• SRP(Single Responsibility Principle,單一職責原則)
• OCP(Open-Closed Principle,開放-封閉原則)
• LSP(Liskov Substitusion Principle,Liskov替換原則)
• ISP(Interface Segregation Principle,接口分離原則)
  
• DIP(Dependency Inversion
• Principle,依賴倒置原則)

2、OCP是OOD中最重要的一個原則，OCP的內容是：

• software entities (class, modules, function, etc.) should open forextension,but closed for modification.
• 軟件實體（類，模塊，函數等）應該對擴充開放，對修改封閉。

3、產品代碼

abstract class Data {
    abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends  Data {
    int value;
    Integer() {
        value=100;
    }
    public void DisplayValue(){
        System.out.println (value);
    }
}
class Short extends Data {
    short value;
    Short() {
        value = 5325;
    }
    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 ShortFactory extends Factory {
    public Data CreateDataObject(){
        return new Short();
    }
}
//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 ShortFactory());
        d.DisplayData();
    }
}

4、運行截圖

（四）、實驗四：

• 實驗目的與要求：
  1、提交：單元測試代碼和運行成功截圖及碼雲上代碼鏈接，截圖要加上學號水印
  2、任務：以TDD的方式開發一個復數類Complex，要求如下:

// 定義屬性並生成getter,setter
double RealPart;
double ImagePart;
// 定義構造函數
public Complex()
public Complex(double R,double I)

//Override Object
public boolean equals(Object obj)
public String toString()

// 定義公有方法:加減乘除
Complex ComplexAdd(Complex a)
Complex ComplexSub(Complex a)
Complex ComplexMulti(Complex a)
Complex ComplexDiv(Complex a)

3、產品代碼：

public class Complex {
    // 定義屬性並生成getter,setter
    double RealPart;
    double ImagePart;
    // 定義構造函數
    public Complex(){
        RealPart = 0;
        ImagePart = 1;
    }
    public Complex(double R,double I){
        ImagePart = I;
        RealPart = R;
    }

    //Override Object
    public boolean equals(Object obj){
        if(this == obj) {
            return true;
        }
        if(!(obj instanceof Complex)) {
            return false;
        }
        Complex complex = (Complex) obj;
        if(complex.RealPart != ((Complex) obj).RealPart) {
            return false;
        }
        if(complex.ImagePart != ((Complex) obj).ImagePart) {
            return false;
        }

        return true;
    }
    public String toString()   {
        String string = "";
        if (ImagePart > 0)
            string =  RealPart + "+" + ImagePart + "i";
        if (ImagePart == 0)
            string =  RealPart + "";
        if (ImagePart < 0)
            string = RealPart + " " + ImagePart + "i";
        return string;
    }
    // 定義公有方法:加減乘除
    Complex ComplexAdd(Complex a) {
        return  new Complex(RealPart+a.RealPart,ImagePart+a.ImagePart);
    }
    Complex ComplexSub(Complex a) {
        return new Complex(RealPart-a.RealPart,ImagePart-a.ImagePart);
    }
    Complex ComplexMulti(Complex a) {
        return new Complex(RealPart*a.RealPart,ImagePart*a.ImagePart);
    }
    Complex ComplexDiv(Complex a) {
        if(a.RealPart==0||a.ImagePart==0) {
            System.out.println("被減數不能為0");
            return new Complex();
        }

        double d = Math.sqrt(a.RealPart*a.RealPart)+Math.sqrt(a.ImagePart*a.ImagePart);
        return new Complex((RealPart*a.RealPart+ImagePart*a.ImagePart)/d,Math.round((RealPart*a.ImagePart-ImagePart*a.RealPart)/d));
    }
}

4、測試代碼：

import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;
public class ComplexTest extends TestCase {
    Complex a=new Complex(1,2);
    Complex b=new Complex(-2,-1);
    Complex c=new Complex(4,-2);
    Complex d=new Complex(4,-2);
    @Test
    public void testequals(){
        assertEquals(false,a.equals(b));
        assertEquals(false,b.equals(c));
        assertEquals(true,c.equals(d));
    }
    @Test
    public void testAdd(){
        assertEquals(new Complex(-1,1),a.ComplexAdd(b));
        assertEquals(new Complex(5,0),a.ComplexAdd(c));
    }
    @Test
    public void testSub(){
        assertEquals(new Complex(3,3),a.ComplexSub(b));
        assertEquals(new Complex(-3,4),a.ComplexSub(c));
    }
    @Test
    public void testMulti(){
        assertEquals(new Complex(0,-5),a.ComplexMulti(b));
        assertEquals(new Complex(8,6),a.ComplexMulti(c));
    }
    @Test
    public void testDiv(){
        assertEquals(new Complex(0,0.5),a.ComplexDiv(c));
        assertEquals(new Complex(-0.3,-0.4),b.ComplexDiv(c));
    }
}

5、運行結果截圖：

（五）、實驗五：

• 實驗目的與要求：
  1、使用StarUML對實驗二中的代碼進行建模，發類圖的截圖，加上學號水印
  2、類圖中只少兩個類
  3、類，繼承，接口實現，組合在UML中表達
• 結果截圖：
  

三、遇到的困難與解決方法：

• 問題：使用Junit的時候，import junit.framework.TestCase中的Junit 顯示紅色。
• 解決方法：在File 中點擊Project Structure ，然後找到Modules 裏的Dependencies 添加junit.jar，junit.jar可用everything進行查找。

四、實驗感想：

• 剛開始的實驗中，還不太能明白這些知識，不知道如何具體操作，走了一些彎路，浪費了一些時間，但後來能夠慢慢掌握其使用的技巧和知識。
• 在這次實驗裏，我學習並掌握了一些Junit的用法，了解並學習了三種代碼：偽代碼，產品代碼，測試代碼，使得在編寫程序時的想法得以提升，同時也學到了新的代碼編寫和測試的方法。

五、PSP

20175325 《JAVA程序設計》實驗二《JAVA開發環境的熟悉》實驗報告