课程：Java程序设计 班级： 1352
姓名：黄卫 学号：20135221
成绩： 指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2015.05.05
实验密级： 预习程度： 实验时间：8:30~12:30
仪器组次： 必修/选修：选修 实验序号：2
实验名称：Java面向对象程序设计
实验目的与要求：
一、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
二、实验要求
1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程
2.完成实验、撰写实验报告，实验报告以博客方式发表在博客园，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）。报告可以参考范飞龙老师的指导
3. 严禁抄袭，有该行为者实验成绩归零，并附加其他惩罚措施。
4. 请大家先在实验楼中的~/Code目录中用自己的学号建立一个目录，代码和UML图要放到这个目录中，截图中没有学号的会要求重做，然后跟着下面的步骤练习。
三、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
我们通过一个例子说明如何写这三种代码。
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：
翻译好的MyUtil.java如下：
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：
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) 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
基于TDD，我们不会出现过度设计的情况，需求通过测试用例表达出来了，我们的产品代码只要让测试通过就可以了。 Java中有单元测试工具JUnit来辅助进行TDD，我们用TDD的方式把前面百分制转五分制的例子重写一次，体会一下有测试工具支持的开发的好处。 打开Eclipse,单击File->New->Java Project新建一个TDDDemo的Java项目：我们在TDDDemo项目中，把鼠标放到项目名TDDDemo上，单击右键，在弹出的菜单中选定New->Source Folder新建一个测试目录test,我们把鼠标放到test目录上，单击右键，在弹出的菜单中选定New->JUnit Test Case新建一个测试用例类MyUtilTest，
我们增加第一个测试用例testNormal,注意测试用例前一定要有注解@Test,测试用例方法名任意，输入以下代码：
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));
}
}
输入完毕
红叉说明代码存在语法错误，原因很简单，MyUtil类还不存在，类中的percentage2fivegrade方法也不存在，我们在TDDDemo的src目录中新建一个MyUtil的类，并实现percentage2fivegrade方法
现在测试代码没有语法错误了，我们把鼠标放到MyUtilTest.java上，单击右键，选择Run as->JUnit Test
测试结果出现了一个绿条（green bar）,说明测试通过了。
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
（二）面向对象三要素
（1）抽象
（2）封装、继承与多态
（三）设计模式初步
（1）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)
（四）练习
1使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。
2.实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间
| 步骤 | 耗时 | 百分比 |
| 需求分析 | 30min | 12.5% |
| 设计 | 60min | 25% |
| 代码实现 | 60min | 25% |
| 测试 | 60min | 25% |
| 分析总结 | 30min | 12.5% |
3. 实现要有伪代码，产品代码，测试代码。
4.总结单元测试的好处
实验截图
（三）设计模式初步
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)
OCP是OOD中最重要的一个原则，OCP的内容是：
software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.
软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。
三、遇到的问题及解决方法
出现的问题：
1.在单元测试的编写中，由于网络信号不稳定，而且虚拟机运行非常慢，以致这次实验非常耗费时间，只能慢慢一步一步截图
2.这次实验中由于得知实验楼截图只能截4张，因此选择用自己的截图工具进行截图
3测试代码的编写过程中因为不太熟悉程序，编写所以测试代码出现了很多问题，花费了很多时间去修改。
四、实验收获
本次实验让我更进一步的了解了java这一门课程的难度，对于我这种“差生”可能学习起来还是有一点吃力的。
这次实验让我体会到了面向对象的编程工具和面向对象的编程工具之间的区别，面向对象我们通过封装对象，可以通过建模的方式进行代码编写，这样可以使我们将更大的精力用在类的设计而非代码编写上。
（三）设计模式初步
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)
OCP是OOD中最重要的一个原则，OCP的内容是：
software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.
软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。
三、遇到的问题及解决方法
出现的问题：
1.在单元测试的编写中，由于网络信号不稳定，而且虚拟机运行非常慢，以致这次实验非常耗费时间，只能慢慢一步一步截图
2.这次实验中由于得知实验楼截图只能截4张，因此选择用自己的截图工具进行截图
3测试代码的编写过程中因为不太熟悉程序，编写所以测试代码出现了很多问题，花费了很多时间去修改。
四、实验收获
本次实验让我更进一步的了解了java这一门课程的难度，对于我这种“差生”可能学习起来还是有一点吃力的。
这次实验让我体会到了面向对象的编程工具和面向对象的编程工具之间的区别，面向对象我们通过封装对象，可以通过建模的方式进行代码编写，这样可以使我们将更大的精力用在类的设计而非代码编写上。
（三）设计模式初步
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)
OCP是OOD中最重要的一个原则，OCP的内容是：
software entities (class, modules, function, etc.) should open for extension,but closed for modification.
软件实体（类，模块，函数等）应该对扩充开放，对修改封闭。
三、遇到的问题及解决方法
出现的问题：
1.在单元测试的编写中，由于网络信号不稳定，而且虚拟机运行非常慢，以致这次实验非常耗费时间，只能慢慢一步一步截图
2.这次实验中由于得知实验楼截图只能截4张，因此选择用自己的截图工具进行截图
3测试代码的编写过程中因为不太熟悉程序，编写所以测试代码出现了很多问题，花费了很多时间去修改。
四、实验收获
本次实验让我更进一步的了解了java这一门课程的难度，对于我这种“差生”可能学习起来还是有一点吃力的。
这次实验让我体会到了面向对象的编程工具和面向对象的编程工具之间的区别，面向对象我们通过封装对象，可以通过建模的方式进行代码编写，这样可以使我们将更大的精力用在类的设计而非代码编写上。
