20145326《Java程序设计》实验二Java面向对象程序设计实验报告

实验内容

初步掌握单元测试和TDD
理解并掌握面向对象三要素：封装、继承、多态
初步掌握UML建模
熟悉S.O.L.I.D原则
了解设计模式

实验步骤

一、单元测试

1. 三种代码
·伪代码
·产品代码
·测试代码
Example:
需求：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。

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”

产品代码：

测试用例：

找到错误并进行修改~

进行TDD测试~

建立MyUtil类并测试：

二、TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
先写测试代码，然后再写产品代码的开发方法叫“测试驱动开发”（TDD）。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

三、面向对象三要素
（1）抽象
"去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同"。抽象就是抽出事物的本质特征而暂时不考虑他们的细节。对于复杂系统问题人们借助分层次抽象的方法进行问题求解；在抽象的最高层，可以使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解。在抽象的较低层，则采用过程化的方式进行描述。在描述问题解时，使用面向问题和面向实现的术语。程序设计中，抽象包括两个方面，一是过程抽象，二是数据抽象。

（2）封装、继承与多态
面向对象(Object-Oriented)的三要素包括：封装、继承、多态。过程抽象的结果是函数，数据抽象的结果是抽象数据类型（Abstract Data Type，ADT），类可以作具有继承和多态机制的ADT。数据抽象才是OOP的核心和起源。

OO三要素的第一个要素是封装，封装就是将数据与相关行为包装在一起以实现信息就隐藏。Java中用类进行封装。
封装实际上使用方法(method)将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度,从而带来模块化(Modularity)和信息隐藏(Information hiding)的好处；接口（interface）是封装的准确描述手段。

四、UML的使用



对应的UML模型如下:

五、设计模式与S.O.L.I.D原则

（1）S.O.L.I.D原则
·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)

（2）模式与设计模式
计算机科学中有很多模式:

GRASP模式
分析模式
软件体系结构模式
设计模式：创建型，结构型，行为型
管理模式： The Manager Pool 实现模式
界面设计交互模式
…
这里面最重要的是设计模式

（3）设计模式实示例

设计模式有四个基本要素：

Pattern name：描述模式，便于交流，存档
Problem：描述何处应用该模式
Solution：描述一个设计的组成元素，不针对特例
Consequence：应用该模式的结果和权衡（trade-offs）

六、练习作业
要求：使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。

产品代码、测试代码与源代码

UML模型：

七、单元测试的好处

对于刚刚接触单元测试的我来讲，我认为写单元测试可以及时发现代码中存在的问题，减少后期维护的精力和费用，是调试代码的好方法！可以边改边写，将自己的项目不断优化！有助于实现模块的“块内高内聚，块间低耦合”。

八、心得体会

这次实验较第一次实验而言，增加了软件的利用性，不仅要编辑、编译、运行、调试代码，还要建模，单元测试，所以这次实验遇到的最大问题就是软件的使用，安装，运行。每一步都有问题，首先是StarUML的安装，在下载完了之后不知道如何安装，好不容易安装好之后又发现不能运行，后来得知原来是版本不对，最终还是成功下载了。这次的实验较上次还是增加了难度，在实现练习代码上花费了较长时间，还好老师演示的过程都用的是Eclipse，我本身也是一直用的它，于是跟着老师实验二博客里面的内容一点点做下去，老师博客写的很详细，步骤我基本都照着练习了一遍。在建模方面，我下载的是StarUML，和老师博客里面的不一样，于是自己百度的步骤，应该是对的。做了这次的练习我发现自己在写代码方面还很欠缺，只能照着书找到类似的，遇到具体问题还不能独立解决，所以要加强这方面的练习！！！

psp时间：

步骤	耗时	百分比
需求分析	30min	16.7%
设计	50min	27.8%
代码实现	50min	27.8%
测试	30min	16.7%
分析总结	20min	11.1%