北京电子科技学院(BESTI)
《Java程序设计》课实验报告
班级：201351 姓名及学号：宋世超 20135106
指导教师：娄佳鹏 必修/选修：选修
实验日期： 2015年5月7日 实验时间： 18：30至20：30
实验序号：（二） 成绩：
实验名称：Java面向对象程序设计
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。
3.实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间
4. 严禁抄袭。
三、实验步骤
(1) 三种代码
编程是智力活动，不是打字，编程前要把干什么、如何干想清楚才能把程序写对、写好。与目前不少同学一说编程就打开编辑器写代码不同，我希望同学们养成一个习惯，当你们想用程序解决问题时，要会写三种码：
- 伪代码
- 产品代码
- 测试代码
(2) TDD(Test Driven Devlopment, 测试驱动开发)
（二）面向对象三要素
（1）抽象
抽象一词的本意是指人在认识思维活动中对事物表象因素的舍弃和对本质因素的抽取。抽象是人类认识复杂事物和现象时经常使用的思维工具，抽象思维能力在程序设计中非常重要，"去粗取精、化繁为简、由表及里、异中求同"的抽象能力很大程度上决定了程序员的程序设计能力。
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。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。
OOD中建模会用图形化的建模语言UML（Unified Modeling Language）,UML是一种通用的建模语言，我们实验中使用umbrello进行建模，Windows中推荐大家使用 StarUML。
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的隐藏。
（三）设计模式初步
1、S.O.L.I.D原则
如何借助抽象思维用好三要素特别是多态是非常困难的，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)
2、模式与设计模式
模式是某外在环境(Context) 下﹐对特定问题(Problem)的惯用解决之道(Solution)。模式必须使得问题明晰，阐明为什么用它来求解问题，以及在什么情况下有用，什么情 况下不能起作用。每个模式因其重复性从而可被复用，本身有自己的名字，有可传授性，能移植到不同情景下。模式可以看作对一个问题可复用的专家级解决方法。
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
• …
3、设计模式实示例
（1）设计模式(design pattern)提供一个用于细化软件系统的子系统或组件，或它们之间的关系图，它描述通信组件的公共再现结构，通信组件可以解决特定语境中的一个设计问题。
设计模式背后是抽象和SOLID原则。
（2）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）
（3）了解设计模式可能会存在的过度设计问题以及如何避免它。
（四）练习
1使用TDD的方式设计关实现复数类Complex。
（1）伪代码
复数类Comple
复数=实部数+虚部数i
复数相加=（实部+实部）+（虚部+虚部）i
复数相减=（实部—实部）+（虚部—虚部）i
打印复数：
虚部大于0 “实部”+“实部”+“虚部”+“i”
虚部大于0 “实部”+“虚部”+“i”
虚部为0 “实部”
（2）产品代码
（3）测试代码
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 |
20min |
20% |
|
设计 |
15min |
15% |
|
代码实现 |
35min |
35% |
|
测试 |
15min |
15% |
|
分析总结 |
15min |
15% |
（五）遇到的问题与解决方法
遇到问题：
- 在实验楼的操作过程中，遇到了一点技术性的问题。
- 在虚拟机的编译中，Dog和Cat遇到了问题。
解决方法：
1.找同学，已经完成的同学，帮忙，成功的打开了实验楼。
2.是自己的打的代码有问题，不仔细导致的问题，检查几次之后就好了
（六）实验体会
通过这次的实验，学会了TDD，好高端的东西，了解了一点历史，然后明白了，本来就有很多的东西不懂，通过大量的阅读，慢慢的学习。