20165230 《Java程序設計》實驗二（Java開發環境的熟悉）實驗報告
阿新 • • 發佈：2018-04-15
and 指導 老師 復數 charat() soft 單元測試 撰寫 pro
20165230 《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：1652班 姓名：田坤燁 學號：20165230 成績：
指導教師：婁嘉鵬 實驗日期：2018年4月16日
實驗時間：15:45 - 17:20
實驗序號：實驗二 實驗名稱：Java面向對象程序設計
實驗內容：
- 初步掌握單元測試和TDD
- 理解並掌握面向對象三要素：封裝、繼承、多態
- 初步掌握UML建模
- 熟悉S.O.L.I.D原則
- 了解設計模式
實驗要求：
- 沒有Linux基礎的同學建議先學習《Linux基礎入門（新版）》《Vim編輯器》 課程；
- 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(工具查找，安裝，使用，程序的編輯，調試，運行等)、解決辦法（空洞的方法如“查網絡”、“問同學”、“看書”等一律得0分）以及分析（從中可以得到什麽啟示，有什麽收獲，教訓等）；
- 實驗報告中統計自己的PSP(Personal Software Process)時間；
- 嚴禁抄襲。
二、實驗內容及步驟
（一）單元測試
(1) 三種代碼
- 偽代碼
如果成績小於0，轉成“錯誤”
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”
如果成績大於100，轉成“錯誤”
- 產品代碼
public class MyUtil{ public static String percentage2fivegrade(int grade){ //如果成績小於0，轉成“錯誤” if ((grade < 0)) return "錯誤"; //如果成績小於60，轉成“不及格” else 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"; //如果成績大於100，轉成“錯誤” else return "錯誤"; } }
- 測試代碼
import junit.framework.TestCase; import org.junit.Test; import static org.junit.Assert.*; 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("錯誤",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)); } }
- 測試代碼截圖
（二）以TDD的方式研究學習StringBuffer
- 偽代碼
測試charAt方法：字符串中指定索引處的字符與原序列是否匹配
測試capacity方法：StringBuffer的容器容量
測試length方法：字符串長度
測試indexOf方法：子字符串的第一個字母在母字符串的位置
- 產品代碼
public class StringBufferDemo{
StringBuffer buffer = new StringBuffer();
public StringBufferDemo(StringBuffer buffer){
this.buffer = buffer;
}
public Character charAt(int i){//字符串中指定索引處的字符與原序列是否匹配
return buffer.charAt(i);
}
public int capacity(){//StringBuffer的容器容量
return buffer.capacity();
}
public int length(){//字符串長度
return buffer.length();
}
public int indexOf(String buf) {//子字符串的第一個字母在母字符串的位置
return buffer.indexOf(buf);
}
}
- 測試代碼
import junit.framework.TestCase;
import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;
public class StringBufferDemoTest extends TestCase {
StringBuffer string1 = new StringBuffer("tiankunye");//測試9個字符
StringBuffer string2 = new StringBuffer("tiankunye is learning");//測試21個字符
StringBuffer string3 = new StringBuffer("tiankunye is learning java");//測試26個字符
@Test
public void testCharAt(){//測試字符串中指定索引處的字符與原序列是否匹配
assertEquals(‘t‘,string1.charAt(0));
assertEquals(‘k‘,string2.charAt(4));
assertEquals(‘y‘,string3.charAt(7));
}
@Test
public void testCapacity(){//測試StringBuffer的容器容量
assertEquals(25,string1.capacity());
assertEquals(37,string2.capacity());
assertEquals(42,string3.capacity());
}
@Test
public void testindexOf() {//測試子字符串的第一個字母在母字符串的位置
assertEquals(4, string1.indexOf("kun"));
assertEquals(10, string2.indexOf("is"));
assertEquals(22, string3.indexOf("java"));
}
@Test
public void testlength() {//測試字符串長度
assertEquals(9, string1.length());
assertEquals(21, string2.length());
assertEquals(26, string3.length());
}
}- 測試代碼截圖
（三）體會OCP原則和DIP原則的應用
- 支持Byte類代碼
import java.util.Objects;
abstract class Data {
abstract public void DisplayValue();
}
class Integer extends Data {
int value;
Integer() {
value=100;
}
public void DisplayValue(){
System.out.println (value);
}
}
class Long extends Data {
long value;
Long() {
value=(long)20165230;
}
public void DisplayValue(){
System.out.println (value);
}
}
class Byte extends Data {//Byte繼承Data類
byte value;
Byte() {
value=(byte)20165230;
}
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 LongFactory extends Factory {
public Data CreateDataObject(){
return new Long();
}
}
class ByteFactory extends Factory {//ByteFactory繼承工廠類
public Data CreateDataObject(){
return new Byte();
}
}
//Client classes
class Document {
Data data;
Document(Factory factory){
data = factory.CreateDataObject();
}
public void DisplayData(){
data.DisplayValue();
}
}
public class MyDoc {
static Document d;
static Document c;
public static void main(String[] args) {
d = new Document(new ByteFactory());
d.DisplayData();
c = new Document(new LongFactory());
c.DisplayData();
}
}- 代碼運行截圖
（四）以TDD的方式開發一個復數類Complex
- 偽代碼
（1）屬性：復數包含實部和虛部兩個部分，
double RealPart;復數的實部
double ImagePart;復數的虛部
getRealPart():返回復數的實部
getImagePart();返回復數的虛部
setRealPart():設置復數的實部
setImagePart();設置復數的虛部
輸出形式：a+bi
（2）方法：
①定義構造函數
public Complex()
public Complex(double R,double I)
②定義公有方法:加減乘除
Complex ComplexAdd(Complex a):實現復數加法
Complex ComplexSub(Complex a):實現復數減法
Complex ComplexMulti(Complex a):實現復數乘法
Complex ComplexDiv(Complex a):實現復數除法
③Override Object
public String toString():將計算結果轉化為字符串形式並輸出- 產品代碼
public class Complex {
// 定義屬性並生成getter,setter
private double RealPart;
private double ImagePart;
// 定義構造函數
public Complex(){
}
public Complex(double R, double I){
this.RealPart = R;
this.ImagePart = I;
}
public double getRealPart() {
return RealPart;
}
public void setRealPart(double realPart) {
RealPart = realPart;
}
public double getImagePart() {
return ImagePart;
}
public void setImagePart(double imagePart) {
ImagePart = imagePart;
}
//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,ImagePart*a.RealPart+RealPart*a.ImagePart);
}
Complex ComplexDiv(Complex a) {
Complex d = new Complex();
d.RealPart = (this.RealPart * a.RealPart + this.ImagePart * a.ImagePart)/(a.RealPart*a.RealPart+a.ImagePart*a.ImagePart);
d.ImagePart = (this.ImagePart * a.RealPart - this.RealPart * a.ImagePart)/(a.RealPart*a.RealPart+a.ImagePart*a.ImagePart);
return d;
}
}- 測試代碼
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
import junit.framework.TestCase;
public class ComplexTest extends TestCase {
Complex complex = new Complex(1,1);
@Test
public void testAdd(){
assertEquals(new Complex(2.0,1.6), complex.ComplexAdd(new Complex(5.2,3.0)));
}
//測試加法
@Test
public void testSub(){
assertEquals(new Complex(-2.0,-1.6), complex.ComplexSub(new Complex(5.2,3.0)));
}
//測試減法
@Test
public void testMulti(){
assertEquals(new Complex(3.0,2.0), complex.ComplexMulti(new Complex(3.0,2.0)));
}
//測試乘法
@Test
public void testDiv(){
assertEquals(new Complex(1.0,1.0), complex.ComplexDiv(new Complex(1.0,1.0)));
assertEquals(new Complex(0.0,0.0), complex.ComplexDiv(new Complex(1.0,0.0)));
//assertEquals(new Complex(0.0,0.0), complex.ComplexDiv(new Complex(3,4)));
//邊緣測試
}
@Test
public void testequals(){
assertEquals(true, complex.equals(new Complex(1.0,1.0)));
}
//測試判斷相等
}- 測試代碼截圖
（五)使用StarUML對實驗二中的代碼進行建模
三、實驗遇到的問題
問題1：查詢不到junit,如何導入Junit
- 問題1解決方案:通過學習學長學姐的博客，找到了解決方法，步驟如下：
- 打開File中的Project Structure
- 點擊
Dependencies,單擊右上角的+,然後選擇第一個JARs... - 找到下載IDEA的路徑，在lib文件夾中找到junit-4.12.jar和junit,jar文件，點擊
ok - 選中這兩個包然後點擊
ok
- 問題2：Stringbuffer類的capcity()方法是什麽意思？
- 問題2解決方案：通過查詢API學習到是返回當前容量
接著學習了狄維佳學姐的博客，了解到
如果小於16則默認容器的大小為16。如果大於16則會調用expandCapacity 函數進行容量的擴展。所以第一次append時，小於16則不需擴展，如果大於16則會直接擴展到34（162+2），比較得到大於append後的長度的話則用34，如果不 是則用append後的長度。此時capacity的大小等於append後的長度，如果在append的話，若不超過70（342+2）的話，此時則capacity為70，如果超過70則繼續用第二次append後的總長度。
- 問題3：如何實現復數的除法？
解決方案：首先通過上網查詢學習到除法的運算法則
(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c^2 + d^2) +((bc-ad)/(c^2 + d^2))i
接著通過代碼中對abcd的定義套入公式便實現了復數的除法。
四、實驗心得
- 單元測試的好處
- 單元測試可最大限度的減少bug
- 可快速定位bug，減少調試時間
- 可突破構思瓶頸
- 提高代碼質量
- 在這次實驗中學習到了如何進行Junit測試，並初步掌握了面向對象編程的過程，同時了解了TDD方式，OCP、DIP原則和SOLID原則，知道了模式的重要作用和設計模式在Java中的重要地位。通過對老師給出的例子進行學習擴充，運用了舉一反三的學習方法，對編程有了進一步的認識和熟悉
五、PSP時間
| 步驟 | 耗時 | 百分比 | |
|---|---|---|---|
| 需求分析 | 40min | 9% | |
| 設計 | 65min | 16% | |
| 代碼實現 | 120min | 29% | |
| 測試 | 60min | 15% | |
| 分析總結 | 120min | 29% |
六、參考資料
- 實驗二 Java面向對象程序設計
- 實驗二《Java面向對象程序設計》的一點說明
- Intellj IDEA 簡易教程
- 積極主動敲代碼，使用JUnit學習Java
20165230 《Java程序設計》實驗二（Java開發環境的熟悉）實驗報告