2017-2018-2 20165318 實驗三《Java物件導向程式設計》實驗報告

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2017-2018-2 20165318 實驗三《Java物件導向程式設計》實驗報告一、實驗報告封面

課程：Java程式設計        班級：1653班        姓名：孫曉暄        學號：20165318

指導教師：婁嘉鵬                              實驗日期：2018年4月27日

實驗時間：13:45 - 3:25                    實驗序號：實驗三

實驗名稱：敏捷開發與XP實踐

實驗內容：

1. XP基礎
2. XP核心實踐
3. 相關工具

實驗要求：

1. 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
2. 完成實驗、撰寫實驗報告，實驗報告以部落格方式發表在部落格園，注意實驗報告重點是運行結果，遇到的問題(工具尋找，安裝，使用，程式的編輯，調試，運行等)、解決辦法（空洞的方法如“查網路”、“問同學”、“看書”等一律得0分）以及分析（從中可以得到什麼啟示，有什麼收穫，教訓等）。報告可以參考範飛龍老師的指導
3. 嚴禁抄襲，有該行為者實驗成績歸零，並附加其他懲罰措施。

二、實驗內容及步驟

目錄

• （一）編碼通訊協定
  • 任務一：在IDEA中使用工具（Code->Reformate Code）格式化代碼，並學習Code菜單的功能
• （二）敏捷開發與XP
  • 任務二：下載搭檔實驗二的Complex代碼，加入不少於三個JUnit單元測試用例
• （三）重構
  • 任務三：下載搭檔的代碼，至少進行三項重構
• （四）練習
  • 任務四：以結對的方式完成Java密碼學相關內容的學習，結合重構、git、代碼標準等
• （五）實驗過程中遇到的問題及解決方案
• （六）實驗體會與總結
• （七）代碼託管
• （八）PSP需求分析
• 參考資料

（一）編碼通訊協定

• 安裝alibaba 外掛程式，解決代碼中的規範問題。具體流程如下：

1. 開啟 Settings -> Plugins -> Browse repositories...
   

2. 在搜尋方塊輸入alibaba即可看到Alibaba Java Code Guidelines外掛程式，點擊Install進行安裝，然後重啟IDE生效:

3. 使用比較簡單：在項目名稱上單擊右鍵，在快顯功能表上選擇編碼規約掃描：

出現內容：

不規範的地方，有中文提示並且定位到了行，alibaba把問題分為block/critical/major三個等級，有些規則可以一鍵修複。

Java中的一般的命名規則有：

• 要體現各自的含義
• 包、類、變數用名詞
• 方法名用動賓
• 包名全部小寫，如：io，awt
• 類名第一個字母要大寫，如：HelloWorldApp
• 變數名第一個字母要小寫
  ，如：userName
• 方法名第一個字母要小寫：setName

規範後的代碼格式

import java.util.concurrent.Callable;public class CodeStandard {    public static void main(String[] args) {        StringBuffer buffer = new StringBuffer();        buffer.append(‘S‘);        buffer.append("tringBuffer");        System.out.println(buffer.charAt(1));        System.out.println(buffer.capacity());        System.out.println(buffer.indexOf("tring"));        System.out.println("buffer = " + buffer.toString());        if (buffer.capacity() < 20) {            buffer.append("1234567");        }        for (int i = 0; i < buffer.length(); i++) {            System.out.println(buffer.charAt(i));        }    }}

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任務一：在IDEA中使用工具（Code->Reformate Code）格式化代碼，並學習Code菜單的功能

IDEA中的Code菜單如下：

幾個比較常用的功能總結如下：

• Override Methods(Ctrl+O)：重載基本類的方法；

• Implement Methods(Ctrl+I)：完成當前類 implements 的（或者抽象基本類的）介面的方法；
  Generate(Alt+Insert)：建立類裡面任何欄位的 getter 與 setter 方法；

• Surround With(Ctrl+Alt+T)：使用if-else、try-catch、do-while等封裝程式碼片段；

• Insert Live Template(Ctrl-J)：執行一些記不起來的 Live Template 縮寫；

• Comment with Line Comment(Ctrl+斜杠)/Comment with Block Comment(Ctrl+Shift+斜杠)：用 Ctrl+斜杠 與 Ctrl-Shift-/ 來注釋（或反注釋）程式碼與代碼塊。 用Ctrl+斜杠單行注釋標記（“ //… ”）來注釋（或反注釋）當前行或者選擇地代碼塊。而 Ctrl+Shift+斜杠則可以用塊注釋標記（“ /* */”）把所選塊包圍起來。要反注釋一個代碼塊就在塊中任何一個地方按 Ctrl+Shift+斜杠 即可；

• Reformat Code(Ctrl+Alt+L)：將代碼按標準格式縮排；

• show reformat file dialog:按照格式自動對齊

• Optimize imports：可以最佳化imports，去除不必要的imports

• Move Line/statement Down/Up：將某行、運算式向下、向上移動一行

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（二）敏捷開發與XP

結對程式設計是XP中的重要實踐。在結對程式設計模式下，一對程式員肩並肩、平等地、互補地進行開發工作。他們並排坐在一台電腦前，面對同一個顯示器，使用同一個鍵盤、同一個滑鼠一起工作。他們一起分析，一起設計，一起寫測試案例，一起編碼，一起做單元測試，一起做整合測試，一起寫文檔等。
--引用自實驗三 敏捷開發與XP實踐

任務二：下載搭檔實驗二的Complex代碼，加入不少於三個JUnit單元測試用例

搭檔的Complex代碼如下：

需要測試的方法有：ComplexAdd(),ComplexSub(),ComplexMulti(),ComplexDiv()；
編寫測試代碼並上傳到搭檔碼雲項目上：

import junit.framework.TestCase;import org.junit.Test;import static org.junit.Assert.*;/** * Created by sxx on 2018/4/26. */public class ComplexTest extends TestCase {    Complex c1 = new Complex(0.0, 2.0);    Complex c2 = new Complex(-1.0, -1.0);    Complex c3 = new Complex(1.0,2.0);    @Test    public void testgetRealpart() throws Exception{        assertEquals(0.0,Complex.getRealPart(0.0));        assertEquals(-1.0,Complex.getRealPart(-1.0));        assertEquals(1.0,Complex.getRealPart(1.0));    }    @Test    public void testgetImagePart() throws Exception{        assertEquals(2.0,Complex.getImagePart(2.0));        assertEquals(-1.0,Complex.getImagePart(-1.0));        assertEquals(2.0,Complex.getImagePart(2.0));    }    @Test    public void testComplexAdd() throws Exception{        assertEquals("-1.0+1.0i",c1.ComplexAdd(c2).toString());        assertEquals("1.0+4.0i",c1.ComplexAdd(c3).toString());        assertEquals("0.0+1.0i",c2.ComplexAdd(c3).toString());    }    @Test    public void testComplexSub() throws Exception{        assertEquals("1.0+3.0i",c1.ComplexSub(c2).toString());        assertEquals("-1.0",c1.ComplexSub(c3).toString());        assertEquals("-2.0-3.0i",c2.ComplexSub(c3).toString());    }    @Test    public void testComplexMulti() throws Exception{        assertEquals("2.0-2.0i",c1.ComplexMulti(c2).toString());        assertEquals("-4.0+2.0i",c1.ComplexMulti(c3).toString());        assertEquals("1.0-3.0i",c2.ComplexMulti(c3).toString());    }    @Test    public void testComplexDiv() throws Exception{        assertEquals("-1.0-1.0i",c1.ComplexDiv(c2).toString());        assertEquals("0.4+0.8i",c1.ComplexDiv(c3).toString());        assertEquals("-0.6-0.6i",c2.ComplexDiv(c3).toString());    }}

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（三）重構

重構(Refactor)，就是在不改變軟體外部行為的基礎上，改變軟體內部的結構，使其更加易於閱讀、易於維護和易於變更 。

我們要修改軟體，萬變不離其宗，無非就是四種動機：

• 增加新功能；
• 原有功能有BUG；
• 改善原有程式的結構；
• 最佳化原有系統的效能 。

需要重構的地方：
代碼重複、方法過長、參數列過長、條件邏輯過度複雜、分支語句

一個完整的重構流程包括：

1. 從版本控制系統程式碼程式庫中Check out code
2. 讀懂代碼（包括測試代碼）
3. 發現bad smell
4. Refactoring
5. 運行所有的Unit Tests
6. 往程式碼程式庫中Check in code

任務三：下載搭檔的代碼，至少進行三項重構

如上代碼存在以下幾個問題：

• 類名不符合命名規則；
• 類中變數沒有被封裝；
• 方法沒有被封裝；

程式修改入下：

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練習

任務四：以結對的方式完成Java密碼學相關內容的學習，結合重構、git、代碼標準等

Java安全體繫結構總共分為4個部分：

• JCA（ Java Cryptography Architecture， Java加密體繫結構）：JCA提供基本的加密架構， 如認證、 數位簽章、訊息摘要和金鑰組產生器。

• JCE（ Java Cryptography Extension， Java加密擴充包）：JCE在JCA的基礎上作了擴充， 提供了各種密碼編譯演算法、 訊息摘要演算法和密鑰管理等功能。JCE的實現主要在javax.crypto包（ 及其子包） 中

• JSSE（ Java Secure Sockets Extension， Java安全通訊端擴充包）：JSSE提供了基於SSL（ Secure Sockets Layer，安全通訊端層） 的加密功能。 在網路的傳輸過程中， 資訊會經過多個主機（很有可能其中一台就被竊聽） ， 最終傳送給接收者， 這是不安全的。這種確保網路通訊安全的服務就是由JSSE來提供的。

• JAAS（ Java Authentication and Authentication Service， Java鑒別與安全服務）：JAAS提供了在Java平台上進行使用者身份鑒別的功能。

進行了學習之後，我與搭檔選擇了實現凱撒密碼的加解密演算法，並以結對的方式完成了代碼編寫的工作。

凱撒密碼演算法：將字母表中的字母移動一定位置而實現加密。

• 具體步驟：
  （1）根據凱撒密碼特性設計演算法
  （2）傳入需要計算的字串
  （3）處理計算結果

• 虛擬碼：

  定義main方法傳入參數參數判斷，是否有非法輸入，若有，拋出異常進行加解密，大小寫區分輸出結果

• 產品代碼：
  Caesaar.java

  public class Caesar {public static void main(String[] args) throws EadException {    String s = args[0];    int key = Integer.parseInt(args[1]);    String es = "";    for (int i = 0; i < (s.length()); i++) {        char c = s.charAt(i);        //自訂異常類        try {            boolean exist = ((c > 64) && (c < 91)) || ((c > 96) && (c < 123) || c == 32 || c == 33);            if (exist == false) {                throw new EadException(s);            }        } catch (EadException e) {            System.out.println(e.warnMess());        }        //小寫字母        if (c >= ‘a‘ && c <= ‘z‘) {            //移動key%26位            c += key % 26;            //向左超界            if (c < ‘a‘) {                c += 26;            }            //向右超界            if (c > ‘z‘) {                c -= 26;            }        }        //大寫字母        else if (c >= ‘A‘ && c <= ‘Z‘) {            c += key % 26;            if (c < ‘A‘) {                c += 26;            }            if (c > ‘Z‘) {                c -= 26;            }        }        es += c;    }    System.out.println(es);}}

EadException.java

public class EadException extends Exception{    String message;    public EadException(String sourceString){        message = "The input is not correct";    }    public String warnMess(){        return message;    }}

最初代碼：

運行結果：

代碼規範：

重構：

除了實現凱撒密碼演算法之外，我還運行了其他演算法：

DES演算法

• 檔案key1.dat中產生的密鑰

• 儲存密鑰編碼並列印

• 用DESede加密

• 用DESede解密

RSA加密

RSA解密

MD5演算法

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（五）實驗過程中遇到的問題及解決方案

• Q1：在做重構相關內容的實驗時，由於對重構的內容並不是非常瞭解，小夥伴的代碼也大都是書上的代碼，找了好多，都沒有發現太多需要重構的地方。

• 解決方案：在學習了實驗三 敏捷開發與XP實踐——婁老師的部落格，以及參考了Java代碼重構的幾種模式詳解
  java 代碼重構（系列講解）後，我再次查看夥伴的代碼，找到了幾處可以規範的地方。

• Q2：在編譯運行MD5演算法時，出現以下問題
  

• 解決方案：通過alibaba編碼掃描，我發現是代碼中有一處“;”使用成了中文的“；”導致編碼錯誤，改正該錯誤後，代碼就可以正常運行了。

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（六）實驗體會與總結

通過本次實驗，我主要學習到了代碼標準，代碼重構，Java中密碼學演算法等內容。

代碼標準和重構的學習，使我注意到自己之前編寫代碼時的很多不規範之處，而且通過使用alibaba的即時編碼掃描，使我在編寫代碼的同時，注意規範代碼的標準格式，使寫出的代碼更加明了可觀，類名和變數名的規範，也使我在編寫代碼時，減少了許多不必要的注釋。

有了之前四則運算結對程式設計的鍛煉，在本次實驗過程中，我與我的小夥伴合作的比較融洽，節約了一些不必要的時間，結對程式設計效率有了一定的提高。

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代碼託管

我的碼雲地址
搭檔的碼雲地址

PSP需求分析

步驟	耗時	百分比
需求分析	10min	6%
設計	20min	11%
代碼實現	70min	40%
測試	20min	13%
分析總結	50min	30%

參考資料

Java 密碼學演算法——婁老師的部落格
實驗三 敏捷開發與XP實踐——婁老師的部落格
Java代碼重構的幾種模式詳解
java 代碼重構（系列講解）
IntelliJ IDEA提示一覽表
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