《Java程序设计》第二次实验报告-优快云博客

本实验报告详细介绍了Java程序设计中的面向对象编程概念，包括封装、继承、多态，以及如何运用TDD进行代码开发。通过具体实例展示了如何进行单元测试，确保代码质量和功能正确性。

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20145220 《Java程序设计》第二次实验报告

课程：Java程序设计

指导教师：娄嘉鹏

实验日期：2016.04.12

实验名称：Java面向对象程序设计

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

（1）三种代码：当用程序解决问题时，要写三种码：伪代码、产品代码、测试代码。

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

public class MyUtil{ public static String percentage2fivegrade(int grade){ //如果成绩小于60，转成“不及格” 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"; //其他，转成“错误” else return "错误"; } }
测试代码

1、用50分测试：

public class MyUtilTest { public static void main(String[] args) { // 百分制成绩是50时应该返回五级制的“不及格” if(MyUtil.percentage2fivegrade(50) != "不及格") System.out.println("test failed!"); else System.out.println("test passed!"); } }

2、测试正常情况：

public class MyUtilTest { public static void main(String[] args) { //测试正常情况 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!"); } }

3、输入负分或大于100：

public class MyUtilTest3 { public static void main(String[] args) { //测试出错情况 if(MyUtil2.percentage2fivegrade(-10) != "错误") System.out.println("test failed 1!"); else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(115) != "错误") System.out.println("test failed 2!"); else System.out.println("test passed!"); } }

4、增加对负分的判断后：

public class MyUtil3{ 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"; } }

5、测试边界情况：

public class MyUtilTest4{ public static void main(String[] args) { //测试边界情况 if(MyUtil2.percentage2fivegrade(0) != "不及格") System.out.println("test failed 1!"); else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(60) != "及格") System.out.println("test failed 2!"); else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(70) != "中等") System.out.println("test failed 3!"); else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(80) != "良好") System.out.println("test failed 4!"); else if(MyUtil2.percentage2fivegrade(90) != "优秀") System.out.println("test failed 5!"); else if(MyUtil3.percentage2fivegrade(100) != "优秀") System.out.println("test failed 6!"); else System.out.println("test passed!"); } }

TDD

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：

1、明确当前要完成的功能，记录成一个测试列表

2、快速完成编写针对此功能的测试用例

3、测试代码编译不通过（没产品代码呢）

4、编写产品代码

5、测试通过

6、对代码进行重构，并保证测试通过（重构下次实验练习）

7、循环完成所有功能的开发

TDD的编码节奏是：

增加测试代码、JUnit出现红条、修改产品代码、JUnit出现绿条，任务完成

面向对象三要素

面向对象(Object-Oriented)的三要素包括：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)。
OOA根据抽象关键的问题域来分解系统，关注是什么（what）。
OOD是一种提供符号设计系统的面向对象的实现过程，用非常接近问题域术语的方法把系统构造成“现实世界”的对象，关注怎么做（how）,通过模型来实现功能规范。
OOP则在设计的基础上用编程语言（如Java）编码。贯穿OOA、OOD和OOP的主线正是抽象。

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)

练习

伪代码

第一个复数的实部与虚部：第二个复数的实部与虚部：复数的加法运算复数的减法运算复数的乘法运算复数的除法运算产品代码

public class MyUtil{ public static Complex{ //两个复数相加 double real2 = a.getReal(); double image2 = a.getImage(); double newReal = real + real2; double newImage = image + image2; Complex result = new Complex(newReal,newImage); return result; //两个复数相减 double real2 = a.getReal(); double image2 = a.getImage(); double newReal = real - real2; double newImage = image - image2; Complex result = new Complex(newReal,newImage); return result; //两个复数相乘 double real2 = a.getReal(); double image2 = a.getImage(); double newReal = real*real2 - image*image2; double newImage = image*real2 + real*image2; Complex result = new Complex(newReal,newImage); return result; //两个复数相除 double real2 = a.getReal(); double image2 = a.getImage(); double newReal = (real*real2 + image*image2)/(real2*real2 + image2*image2); double newImage = (image*real2 - real*image2)/(real2*real2 + image2*image2); Complex result = new Complex(newReal,newImage); return result; } }
测试代码

```public class MainClass { // 用于测试复数类

public static void main(String[] args) {
System.out.println("请输入第一个复数的实部和虚部:");
Complex data1 = new Complex();
System.out.println("请输入第二个复数的实部和虚部:");
Complex data2 = new Complex();

// 以下分别为加减乘除
Complex result_add = data1.add(data2);
Complex result_sub = data1.sub(data2);
Complex result_mul = data1.mul(data2);
Complex result_div = data1.div(data2);

result_add.print();
result_sub.print();
result_mul.print();
result_div.print();

}
}```
测试结果