2018-2019-2 20175320实验二《Java面向对象程序设计》实验报告

一、实验步骤及内容

（一）了解使用JUint，并对示例代码MyUtil进行测试

1、先在IDEA中安装JUnit插件，并在IDEA中的项目中加入junit.jar包。
2、创建类MyUtil，输入示例代码MyUtil，点击类名会出现一个灯泡状图标，在弹出的菜单中选择Create Test，并选择JUnit3的测试用例。

3、之后选中文件夹中的MyUtilTest类，编写测试用例，注意测试用例前一定要有注解@Test，如有代码标示为红色，则使用Alt+Enter并选择IDEA提供的解决办法。

4、右键点击测试测试类进行测试，测试结果如果为红色字体,说明测试没通过，可以在测试结果的窗口中查看实际输出与期望输出，并可点击下方的蓝色字体找到是哪个测试没通过。

5、排除错误之后，再进行测试，直到测试结果的字体为绿色。

（二）使用JUnit学习Java，以 TDD的方式研究学习StringBuffer

TDD即为测试驱动开发，编写程序就好比建筑，先用工具制定好标准，按照标准逐步完成项目，最后所有标准符合了，工程就完成了，TDD就是就是这样一种开发方法，TDD一般步骤为：

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
编写产品代码
测试通过
对代码进行重构，并保证测试通过
循环完成所有功能的开发
而在本次实验中我们使用JUit，结合TDD原则来了解StringBuffer类的各种方法的作用。
1、创建一个StringBufferDemo类，将老师提供的StringBufferDemo类的代码复制进去，也可使用空类。
2、按第一阶段的步骤创建一个测试类，编写测试用例，并对StringBuffer类的charAt()、capacity()、indexOf()以及length()方法进行测试。
3、在测试前想好期望输出的结果并写入测试用例，测试后，若测试不通过，则说明对StringBuffer类的某一方法的理解有误，找到出错的测试用例，结合实际的输出值对理解有误的方法进行学习。
运行结果如下图：

（三）初步理解设计模式，体会OCP原则和DIP原则的应用，并对抽象工厂进行扩充

在面向对象的编程过程中我们需要注意三要素，其中包括：封装、继承、多态。面向对象的思想涉及到软件开发的各个方面，如面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、面向对象编程实现(OOP)。而实现三要素可以使用S.O.L.I.D原则：

SRP(单一职责原则)
OCP(开放-封闭原则)
LSP(替换原则)
ISP(接口分离原则)
DIP(依赖倒置原则)
而本次实验我们通过设计模式中的抽象工厂来体会OCP原则和DIP原则，在不改变原有类的情况下对功能进行扩充，使示例程序支持Boolean类。在看过示例代码后，我了解到Data类的功能是抽象数据类型，Factory类是抽象创建数据类型的对象，在这基础上，我编写了添加了对Boolean类的支持，代码如下：

abstract class Data {//抽象变量声明
    abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
    int value;

    Integer() {
        value = 100;
    }

    public void DisplayValue() {
        System.out.println(value);
    }
}
class Boolean extends Data {
    boolean value;

    Boolean() {
        value = true;
    }

    public void DisplayValue() {
        System.out.println(value);
    }
}
abstract class Factory {//抽象不同数据类型对象的创建
    abstract public Data CreateDataObject();
}
class BoolFactory extends Factory {//创建boolean数据类型的对象
    public Data CreateDataObject() {
        return new Boolean();
    }
}
class IntFactory extends Factory {

    public Data CreateDataObject() {
        return new Integer();
    }
}
class Document {
    Data pd;

    Document(Factory pf) {
        pd = pf.CreateDataObject();
    }

    public void DisplayData() {
        pd.DisplayValue();
    }
}

//Test class
public class MyDoc {
    static Document d, a;

    public static void main(String[] args) {
        d = new Document(new IntFactory());
        a = new Document(new BoolFactory());
        d.DisplayData();
        a.DisplayData();
    }
}

运行结果如图：

（四）以TDD的方式开发一个复数类Complex

根据需求，复数类需要以下数据类型和方法：

存放实部与虚部的浮点型变量
设置以及获取复数类的实部与虚部值的set以及get方法
重写比较两个复数是否相等的equals方法以及获取复数信息的toString方法
进行加减乘除的方法
两种不同的构造方法
根据需求需求我先编写了测试代码，依据测试代码我完成了复数类的编写，Complex类的代码如下：

import java.math.BigDecimal;

public class Complex {
    double RealPart;
    double ImagePart;

    public Complex() {

    }

    public Complex(double R, double I) {
        RealPart = R;
        ImagePart = I;
    }

    public double getRealPart() {
        return RealPart;
    }

    public double getImagePart() {
        return ImagePart;
    }

    public void setImagePart(double i) {
        ImagePart = i;
    }

    public void setRealPart(double r) {
        RealPart = r;
    }

    public boolean equals(Object obj) {
        if (this.RealPart == ((Complex) obj).RealPart && this.ImagePart == ((Complex) obj).ImagePart) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    public String toString() {
        if (RealPart != 0.0) {
            if (ImagePart > 0.0) {
                return RealPart + "+" + ImagePart + "i";
            }
            if (ImagePart < 0.0) {
                return RealPart +""+ ImagePart + "i";
            } else {
                return String.valueOf(RealPart);
            }
        } else {
            return ImagePart + "i";
        }
    }

    Complex ComplexAdd(Complex a) {
        return new Complex(a.RealPart + this.RealPart, a.ImagePart + this.ImagePart);
    }

    Complex ComplexSub(Complex a) {
        return new Complex(RealPart - a.RealPart, ImagePart - a.ImagePart);
    }

    Complex ComplexMulti(Complex a) {
        return new Complex(this.RealPart * a.RealPart - this.ImagePart * a.ImagePart, this.RealPart * a.ImagePart + ImagePart * a.RealPart);
    }

    Complex ComplexDiv(Complex a) {
        BigDecimal bg = new BigDecimal((RealPart * a.ImagePart + ImagePart * a.RealPart) / (a.ImagePart * a.ImagePart + a.RealPart * a.RealPart));
        BigDecimal ag = new BigDecimal((ImagePart * a.ImagePart + RealPart * a.RealPart) / (a.ImagePart * a.ImagePart + a.RealPart * a.RealPart));
        return new Complex(ag.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(),bg.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue());
    }
}

运行结果如图：

（五）使用StarUML对实验二中的代码进行建模

我选择了抽象工厂的相关代码绘制UML图，图片效果如下：

二、实验时遇到的问题:

问题1:在引入Test类后注释@Test任显示为红色。
问题1解决方法:点击注释，再点击灯泡装图标，选择IDEA提供的解决方法即可。
问题2:复数类的除法输出的浮点数的小数位过长。
问题2解决方法:引入了math类库中的BigDecimal类，控制输出的数保留一位小数。

三、实验感想

本次实验中了解了如何使用JUit进行测试，并认识了TDD方式开发程序的方法，这对我以后测试程序很有帮助，而S.O.L.I.D原则规范了我的编程方法，让我认识到自己以前写的程序都是比较杂乱的。并通过对抽象工厂的范例我大致了解了应如何实现对拓展开放，本次实验使我有了不少的收获。
附上PSP时间：
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
| -- | -- | -- |
| 需求分析 | 20 | 15% |
| 设计 | 12 | 12% |
| 代码实现 | 35 | 27% |
| 测试 | 45 | 35% |
| 分析总结 | 15 | 11% |