20172327 2017-2018-2 《程序设计与数据结构》实验2报告

Posted 2020-11-01 可爱的坏人

20172327 2017-2018-2 《程序设计与数据结构》实验2报告

课程：《程序设计与数据结构》

班级： 1723

姓名：马瑞蕃

学号：20172312

实验教师：王志强

实验日期：2018年4月18日

必修/选修： 必修

1.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 6.完成蓝墨云上（1）-（5）实验。

2.实验题目

题目1.

我们要在一个MyUtil类中解决一个百分制成绩转成“优、良、中、及格、不及格”五级制成绩的功能。

题目2.

参考 积极主动敲代码使用JUnit学习Java,以 TDD的方式研究学习StringBuffer

题目3.

Java面向对象程序设计(http://www.cnblogs.com/rocedu/p/4472842.html) 对设计模式示例进行扩充，体会OCP原则和DIP原则的应用，初步理解设计模式 用自己的学号%6进行取余运算，根据结果进行代码扩充： 0： 让系统支持Byte类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印 1： 让系统支持Short类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印 2： 让系统支持Boolean类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印 3： 让系统支持Long类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印 4： 让系统支持Float类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印 5： 让系统支持Double类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确，提交测试代码和运行结的截图，加上学号水印

题目4.

以TDD的方式开发一个复数类Complex支持加减乘除。

题目5.

使用StarUML对实验二中的代码进行建模，发类图的截图，加上学号水印。类图中至少两个类。

2.实验过程及结果

• 实验1 三种代码:

伪代码：


（Pseudocode）是一种算法描述语言。使用伪代码的目的是使被描述的算法可以容易地以任何一种编程语言（Pascal，C，Java等）实现。因此，伪代码必须结构清晰、代码简单、可读性好，并且类似自然语言。 介于自然语言与编程语言之间。以编程语言的书写形式指明算法职能。

   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”  

产品代码：

public class MyUtil{
    public static String percentage2fivegrade(int grade){
        //如果成绩小于0，转成“错误”
        if ((grade < 0))
            return "错误";
            //如果成绩小于60，转成“不及格”
        else 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";
            //如果成绩大于100，转成“错误”
        else
            return "错误";
    }
} 

测试代码：

public class MyUtilTest {
    public static void main(String[] args) {
        if(MyUtil.percentage2fivegrade(55) != "不及格")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(65) != "及格")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(75) != "中等")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(85) != "良好")
            System.out.println("test failed!");
        else if(MyUtil.percentage2fivegrade(95) != "优秀")
            System.out.println("test failed!");
        else
            System.out.println("test passed!");
    }
}

以上测试是正常的代码测试，但是该测试存在不全面性，对于有些漏洞还是无法查出的。所以，通过实验，我们使用了单元测试工具JUnit来重做上述题目。

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));
    }
    @Test
    public void testExceptions() {
        assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(-55));
        assertEquals("错误", MyUtil.percentage2fivegrade(105));
    }

    @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("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(90));
        assertEquals("优秀", MyUtil.percentage2fivegrade(100));
    }
}

• 实验2 TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
  
  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
  
  以 TDD的方式研究学习StringBuffer
  根据老师代码，进行Junit的应用。

public class StringBufferDemo{        
  public static void main(String [] args){    
     StringBuffer buffer = new StringBuffer(20);    
     buffer.append(\'S\');     
     buffer.append("tringBuffer");     
     System.out.println(buffer.charAt(1));     
     System.out.println(buffer.capacity();     
     System.out.println(buffer.indexOf("tring12345"));    
     System.out.println("buffer = " + buffer.toString());
     System.out.println(buffer.length());
 }    
} 

产品代码：

public class StringBufferDemo{
   StringBuffer buffer = new StringBuffer();
   public StringBufferDemo(StringBuffer buffer){
       this.buffer = buffer;
   }
   public Character charAt(int i){
       return buffer.charAt(i);
   }
   public int capacity(){
       return buffer.capacity();
   }
   public int length(){
       return buffer.length();
   }
   public int indexOf(String buf) {
       return buffer.indexOf(buf);
   }
}

测试代码及结果：

• 实验3 对设计模式示例进行扩充，体会OCP原则和DIP原则的应用，初步理解设计模式

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)

让系统支持Double类，并在MyDoc类中添加测试代码表明添加正确： 老师给了Int型的代码，如下：

class Integer { 
   int value;    
   public Integer(){
      value=100;  
   }    
   public void DisplayValue(){
        System.out.println(value);  
   } 
} 
class Document { 
   Integer pi; 
   public Document(){
       pi = new Integer(); 
   } 
   public void DisplayData(){
      pi.DisplayValue();  
   } 
} 
public class MyDoc{ 
   static Document d;
   public static void main(String [] args) { 
        d = new Document(); 
        d.DisplayData(); 
  } 
}

测试代码及结果：

• 实验4 以TDD的方式开发一个复数类Complex
  伪代码：

// 定义属性并生成getter,setter
double RealPart;
double ImagePart;
// 定义构造函数
public Complex()
public Complex(double R,double I)

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

// 定义公有方法:加减乘除
Complex ComplexAdd(Complex a)
Complex ComplexSub(Complex a)
Complex ComplexMulti(Complex a)
Complex ComplexDiv(Complex a)

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;
    }
}

测试代码及结果

• 实验5 使用StarUML对实验二中的代码进行建模
  
  在老师的教程下，下载了StarUML，并进行了运用