Java實驗報告二：Java物件導向程式設計

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Java實驗報告二：Java物件導向程式設計

                                                                                                    

實驗要求：

1. 初步掌握單元測試和TDD2. 理解並掌握物件導向三要素：封裝、繼承、多態3. 初步掌握UML建模4. 熟悉S.O.L.I.D原則5. 瞭解設計模式

實驗內容

（一）單元測試（二）物件導向三要素（三）設計模式初步（四）練習

實驗過程

（一）單元測試(1) 三種代碼

編寫程式需要用到虛擬碼、產品代碼、測試代碼。

(2) TDD(Test Driven Devlopment, 測試驅動開發)

定義：先寫測試代碼，然後再寫產品代碼的開發方法

一般步驟如下：

• 明確當前要完成的功能，記錄成一個測試清單
• 快速完成編寫針對此功能的測試案例
• 測試代碼編譯不通過（沒產品代碼呢）
• 編寫產品代碼
• 測試通過
• 對代碼進行重構，並保證測試通過（重構下次實驗練習）
• 迴圈完成所有功能的開發

TDD模式測試代碼的編寫和調試結果

（二）物件導向三要素（1）抽象

抽象能力是指"去粗取精、化繁為簡、由表及裡、異中求同"的能力。

程式設計中，抽象包括兩個方面，一是過程抽象，二是資料抽象。

（2）封裝、繼承與多態

物件導向(Object-Oriented)的三要素包括：封裝、繼承、多態。包括物件導向分析（OOA）、物件導向設計（OOD）、物件導向編程實現(OOP)。

OOA關注是什麼（what），OOD關注怎麼做（how）,OOP在設計的基礎上用程式設計語言（如Java）編碼。

1、封裝

定義：將資料與相關行為封裝在一起以實現資訊就隱藏。

封裝實際上使用方法(method)將類的資料隱藏起來，控制使用者對類的修改和訪問資料的程度,從而帶來模組化(Modularity)和資訊隱藏(Information hiding)的好處；介面（interface）是封裝的準確描述手段。 Dog類通過使用類和存取控制（private,public）隱藏了屬性color,開放了介面setColor(),getColor(),bark()和toString。

利用UML軟體設計Dog類、Cat類和Animal類，並在eclipse中實現。

2、建模語言UML

UML是一種通用的建模語言，我們實驗中使用umbrello進行建模，Windows中推薦大家使用 StarUML。

過程抽象的結果是函數，資料抽象的結果是抽象資料類型(ADT)，類可以作具有繼承和多態機制的ADT。資料抽象才是OOP的核心和起源。

利用UML軟體為Animal測試程式建模，並通過eclipse實現。

（三）設計模式初步（1）S.O.L.I.D原則

1、SRP(Single Responsibility Principle,單一職責原則)

內容：決不要有一個以上的理由修改一個類。對象提供單一職責的高度封裝，對象的改變僅僅依賴於單一職責的改變。

2、OCP(Open-Closed Principle,開放-封閉原則)

內容：軟體實體（類，模組，函數等）應該對擴充開放，對修改封閉。

對擴充開放，要求軟體模組的行為必須是可以擴充的，在應用需求改變或需要滿足新的應用需求時，我們要讓模組以不同的方式工作；

對修改封閉，要求模組的原始碼是不可改動的，任何人都不許修改已有模組的原始碼。

OCP的實現手段：（1）抽象和繼承，（2）面向介面編程。 

3、LSP(Liskov Substitusion Principle,Liskov替換原則)

內容：子類必須可以被其基類所代；使用指向基類的指標或引用的函數，必須能夠在不知道具體衍生類別物件類型的情況下使用它。

核心思想是父類型對象可以被子類型對象所取代。

4、ISP(Interface Segregation Principle,介面分離原則)

內容：客戶不應該依賴他們並未使用的介面（介面的功能不要太多）

5、DIP(Dependency Inversion Principle,依賴倒置原則)

內容：高層模組不應該依賴於低層模組，二者都應該依賴於抽象；抽象不應該依賴於細節，細節應該依賴於抽象 。

（2）模式與設計模式

模式是某外在環境下﹐對特定問題的慣用解決方案，可以看作對一個問題可複用的專家級解決方案。

（3）設計模式實樣本

1、四個基本要素：

　　模式名：描述模式，便於交流，存檔

　　問題：描述何處應用該模式

　　解決：描述一個設計的組成元素，不針對特例

　　結果：應用該模式的結果和權衡

2、抽象原廠模式

 容易出現過度設計的問題

只是對於整形資料來說的

（四）練習1使用TDD的方式設計關實現複數類Complex。2.實驗報告中統計自己的PSP(Personal Software Process)時間

步驟	耗時	百分比
需求分析
設計
代碼實現
測試
分析總結

 

(1)虛擬碼:

1. A = a(實數部分) + bi（虛數部分）;
2.相加

實數部分與實數部分相加，虛數部分與虛數部分相加
3.相減

實數部分與實數部分相減，虛數部分與虛數部分相減
4.相乘
A*B=ac-bd+(ad+bc)i
A=a+bi, B=c+di
5.顯示一個複數
虛部為負數情況，不顯示前面的加號

(2)產品代碼：

————尚未完成————

 

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