2017-2018-2 20165318 實驗三《Java面向對象程序設計》實驗報告

時間 2020-05-31

標籤實驗 Java面向對象程序設計報告欄目 Java 简体版

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2017-2018-2 20165318 實驗三《Java面向對象程序設計》實驗報告

1、實驗報告封面

課程：Java程序設計班級：1653班姓名：孫曉暄學號：20165318html

指導教師：婁嘉鵬 實驗日期：2018年4月27日java

實驗時間：13:45 - 3:25 實驗序號：實驗三git

實驗名稱：敏捷開發與XP實踐程序員

實驗內容：算法

XP基礎
XP核心實踐
相關工具

實驗要求：編程

沒有Linux基礎的同窗建議先學習《Linux基礎入門（新版）》《Vim編輯器》課程
完成實驗、撰寫實驗報告，實驗報告以博客方式發表在博客園，注意實驗報告重點是運行結果，遇到的問題(工具查找，安裝，使用，程序的編輯，調試，運行等)、解決辦法（空洞的方法如「查網絡」、「問同窗」、「看書」等一概得0分）以及分析（從中能夠獲得什麼啓示，有什麼收穫，教訓等）。報告能夠參考範飛龍老師的指導
嚴禁抄襲，有該行爲者實驗成績歸零，並附加其餘懲罰措施。

2、實驗內容及步驟

<a name="FHML"></a>安全

（一）編碼標準網絡
- 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XPapp
- 任務二：下載搭檔實驗二的Complex代碼，加入很多於三個JUnit單元測試用例
（三）重構框架
- 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）實驗過程當中遇到的問題及解決方法
（六）實驗體會與總結
（七）代碼託管
（八）PSP需求分析
參考資料

（一）編碼標準

安裝alibaba 插件，解決代碼中的規範問題。具體流程以下：

打開 Settings -> Plugins -> Browse repositories...
在搜索框輸入alibaba便可看到Alibaba Java Code Guidelines插件，點擊Install進行安裝，而後重啓IDE生效:
使用比較簡單：在項目名稱上單擊右鍵，在彈出菜單上選擇編碼規約掃描：

出現下圖內容：

不規範的地方，有中文提示而且定位到了行，alibaba把問題分爲block/critical/major三個等級，有些規則能夠一鍵修復。

Java中的通常的命名規則有：

要體現各自的含義
包、類、變量用名詞
方法名用動賓
包名所有小寫，如：io，awt
類名第一個字母要大寫，如：HelloWorldApp
變量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菜單以下：

幾個比較經常使用的功能總結以下：

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）接口的方法； Generate(Alt+Insert)：建立類裏面任何字段的 getter 與 setter 方法；
Surround With(Ctrl+Alt+T)：使用if-else、try-catch、do-while等包裝代碼段；

Insert Live Template(Ctrl-J)：執行一些記不起來的 Live Template 縮寫；
Comment with Line Comment(Ctrl+斜槓)/Comment with Block Comment(Ctrl+Shift+斜槓)：用 Ctrl+斜槓與 Ctrl-Shift-/ 來註釋（或反註釋）代碼行與代碼塊。用Ctrl+斜槓單行註釋標記（「 //… 」）來註釋（或反註釋）當前行或者選擇地代碼塊。而 Ctrl+Shift+斜槓則能夠用塊註釋標記（「 /* */」）把所選塊包圍起來。要反註釋一個代碼塊就在塊中任何一個地方按 Ctrl+Shift+斜槓便可；
Reformat Code(Ctrl+Alt+L)：將代碼按標準格式縮進；
show reformat file dialog:按照格式自動對齊
Optimize imports：能夠優化imports，去除沒必要要的imports
Move Line/statement Down/Up：將某行、表達式向下、向上移動一行

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（二）敏捷開發與XP

結對編程是XP中的重要實踐。在結對編程模式下，一對程序員肩並肩、平等地、互補地進行開發工做。他們並排坐在一臺電腦前，面對同一個顯示器，使用同一個鍵盤、同一個鼠標一塊兒工做。他們一塊兒分析，一塊兒設計，一塊兒寫測試用例，一塊兒編碼，一塊兒作單元測試，一塊兒作集成測試，一塊兒寫文檔等。 --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，加入很多於三個JUnit單元測試用例

搭檔的Complex代碼以下：

須要測試的方法有：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)，就是在不改變軟件外部行爲的基礎上，改變軟件內部的結構，使其更加易於閱讀、易於維護和易於變動。

咱們要修改軟件，萬變不離其宗，無非就是四種動機：

增長新功能；
原有功能有BUG；
改善原有程序的結構；
優化原有系統的性能。

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

一個完整的重構流程包括：

從版本控制系統代碼庫中Check out code
讀懂代碼（包括測試代碼）
發現bad smell
Refactoring
運行全部的Unit Tests
往代碼庫中Check in code

任務三：下載搭檔的代碼，至少進行三項重構

如上代碼存在如下幾個問題：

類名不符合命名規則；
類中變量沒有被封裝；
方法沒有被封裝；

程序修改入下：

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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安全體系結構總共分爲4個部分：

JCA（ Java Cryptography Architecture， Java加密體系結構）：JCA提供基本的加密框架，如證書、數字簽名、消息摘要和密鑰對產生器。
JCE（ Java Cryptography Extension， Java加密擴展包）：JCE在JCA的基礎上做了擴展，提供了各類加密算法、消息摘要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安全套接字擴展包）：JSSE提供了基於SSL（ Secure Sockets Layer，安全套接字層）的加密功能。在網絡的傳輸過程當中，信息會通過多個主機（頗有可能其中一臺就被竊聽），最終傳送給接收者，這是不安全的。這種確保網絡通訊安全的服務就是由JSSE來提供的。
JAAS（ Java Authentication and Authentication Service， Java鑑別與安全服務）：JAAS提供了在Java平臺上進行用戶身份鑑別的功能。

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

凱撒密碼算法：將字母表中的字母移動必定位置而實現加密。

具體步驟：（1）根據凱撒密碼特性設計算法（2）傳入須要計算的字符串（3）處理計算結果
僞代碼：

定義main方法
傳入參數
參數判斷，是否有非法輸入，如有，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);
            //自定義異常類
            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：

代碼規範截圖：

重構截圖：

除了實現凱撒密碼算法以外，我還運行了其餘算法：

DES算法

文件key1.dat中生成的密鑰

保存密鑰編碼並打印

用DESede加密

用DESede解密

RSA加密

RSA解密

MD5算法

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（五）實驗過程當中遇到的問題及解決方法

**Q1：**在作重構相關內容的實驗時，因爲對重構的內容並非很是瞭解，小夥伴的代碼也大都是書上的代碼，找了好多，都沒有發現太多須要重構的地方。
**解決方法：**在學習了實驗三敏捷開發與XP實踐——婁老師的博客，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，找到了幾處能夠規範的地方。
**Q2：**在編譯運行MD5算法時，出現如下問題
**解決方法：**經過alibaba編碼掃描，我發現是代碼中有一處「;」使用成了中文的「；」致使編碼錯誤，改正該錯誤後，代碼就能夠正常運行了。