哈尔滨工业大学hit软件构造实验lab2

1 实验目标概述

本次实验训练抽象数据类型（ADT）的设计、规约、测试，并使用面向对象编程（OOP）技术实现ADT。

2 实验环境配置

已安装：jdk-18、git、eclipse…
安装配置EclEmma：打开eclipse，在上方菜单栏中点击Help -> Install New Software…从更新站点http://update.eclemma.org/安装。

我的GitHub Lab2仓库的URL地址：
https://github.com/ComputerScienceHIT/HIT-Lab2-120L021328.git

3 实验过程

3.1 Poetic Walks

在该问题中，将实现抽象数据类型Graph，用于带有标记顶点的可变加权有向图。有了我们的图形数据类型，继续实现GraphPoet，一个使用单词关联图生成诗歌的类。目的是练习设计、测试和实现抽象数据类型，侧重于实现提供规范的可变类型。

3.1.1 Get the code and prepare Git repository

本地文件夹打开git bash输入命令git init创建本地仓库。然后用git remote add origin https://github.com/ComputerScienceHIT/HIT-Lab2-120L021328.git命令把本地仓库关联到GitHub。
访问https://github.com/rainywang/Spring2022_HITCS_SC_Lab2/tree/master/P1得到URL： https://github.com/rainywang/Spring2022_HITCS_SC_Lab2.git，在本地仓库git clone https://github.com/rainywang/Spring2022_HITCS_SC_Lab2.git获取该任务的代码。
之后通过git add *、git commit -m ‘…’、git push origin master提交至GitHub。

3.1.2 Problem 1: Test Graph

设计思路：
使用JUnit对Graph进行单元测试，进行黑盒测试检查代码功能，主要采用等价类划分确定测试用例；进行白盒测试检查代码内部实现细节。

实现过程：
testing strategy:

以一个方法为例：

运行结果：

3.1.3 Problem 2: Implement Graph

3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph

设计思路：
先设计Edge：定义私有类型变量来存边的起点、终点和权值；构造方法实现对边的一些操作：检查表示不变性、获取边的起点、获取边的终点、获取边的权值大小、获取边的字符串表示。其AF、RI、Safety from rep exposure:

再设计ConcreteEdgesGraph：定义私有类型变量来存顶点集、边表；构造方法实现对图的一些操作：检查表示不变性、添加一个顶点、添加或修改一条边、删除一个顶点和其连接的边，获取顶点集、获取从某点出发的边表、获取到达某点的边表、获取边的字符串表示。其AF、RI、Safety from rep exposure、immutable:

最后完成对测试的设计：测试三个方法Get…；继承Graph的测试，但额外增加toString的测试。

实现过程：（各选一个方法的实现为例）
Edge:

ConcreteEdgesGraph:

test：

运行结果：

3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph

设计思路：
先设计Vertices：定义私有类型变量来存点的标识、该点能达到的点、能达到该点的点；构造方法实现对点的一些操作：检查表示不变性、获取点的标识、获取该点能达到的点、获取能达到该点的点、添加或删除该点的邻边（通过修改该点能到达的点或能达到该点的点）、获取点的字符串表示。其AF、RI、Safety from rep exposure:

再设计ConcreteVerticesGraph：定义私有类型变量来存顶点集；构造方法实现对图的一些操作：检查表示不变性、添加一个顶点、添加或修改一条边、删除一个顶点和其连接的边，获取顶点集、获取从某点出发的边表、获取到达某点的边表、获取边的字符串表示。其AF、RI、Safety from rep exposure、immutable:

最后完成对测试的设计：测试三个方法Get、两个Add、两个Remove；继承Graph的测试，但额外增加toString的测试。

实现过程：（各选一个方法的实现为例）
Vertices:

ConcreteVerticesGraph:

test：

运行结果：

3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph

3.1.4.1 Make the implementations generic

设计思路：
将原有的String类型改为L类型，将原有的Edge、ConcreteEdgesGraph、Vertices、ConcreteVerticesGraph后面加。

实现过程：

其余同理。

运行结果：

3.1.4.2 Implement Graph.empty()

设计思路：
我选择了用边实现，再补充测试用例。

实现过程：

运行结果：

3.1.5 Problem 4: Poetic walks

3.1.5.1 Test GraphPoet

设计思路：
使用JUnit进行单元测试，除了MIT网站提供的测试用例，还额外多选择了几个文件来尽可能覆盖各种情况。

实现过程：

运行结果：

3.1.5.2 Implement GraphPoet

设计思路：
设计GraphPoet：定义私有类型变量来存该图；构造方法实现对图的一些操作：检查表示不变性、读取文件并存入图、根据需要扩充的字符串进行扩充并返回最终结果、获取图的字符串表示。其AF、RI、Safety from rep exposure:

实现过程：

运行结果：

3.1.5.3 Graph poetry slam

维持原程序不变。

3.1.6 Before you’re done

提交方法见3.1.1，我的项目的目录结构树状示意图：

3.2 Re-implement the Social Network in Lab1

基于我在3.1节Poetic Walks中定义的Graph及用边实现，重新实现Lab1中3.3节的FriendshipGraph类，我是对Lab1中代码进行部分修改来完成的，最后通过main函数的输出与JUnit检验结果。

3.2.1 FriendshipGraph类

设计思路：
定义私有类型变量来存该图；修改原有的对图的一些操作方法：返回该图（用于测试）、新建一个图、添加顶点、添加边、获取两点间距离。其AF、RI、Safety from rep exposure、immutable:

实现过程：
用新的方法替换旧的方法，以添加边为例：

运行结果：
见3.2.3、3.2.4。

3.2.2 Person类

设计思路：
定义私有类型变量来存姓名；构造方法实现对人的一些操作：修改人名、获取该人人名。其AF、RI、Safety from rep exposure:

实现过程：

运行结果：
见3.2.3、3.2.4。

3.2.3 客户端main()

设计和实现不做改变，运行结果：

3.2.4 测试用例

设计和实现不做改变，运行结果：

3.2.5 提交至Git仓库

提交方法见3.1.1，我的项目的目录结构树状示意图：

4 实验进度记录

日期 时间段 计划任务 实际完成情况
2022.5.16-2022.5.26 18:00-22:00 完成3.1并上传git 按时完成
2022.5.27 18:00-22:00 完成3.2并上传git 按时完成
2022.5.29 15:00-20:00 写实验报告 按时完成

5 实验过程中遇到的困难与解决途径

不习惯测试优先的编程，纯靠想象来构造测试用例太抽象，即使构造出来了也难以用规范化的语言来描述test strategy 回顾第二章的知识，模仿课件的例子写
不理解测试为什么无法运行 查阅博客无果，向同学请教后明白抽象类测试是需要实例时运行查看结果
不会泛型的使用 查阅博客并模仿、试错，不断尝试出解决办法

6 实验过程中收获的经验、教训、感想

6.1 实验过程中收获的经验和教训

测试优先的编程在刚开始使用时，由于测试策略的混乱以及没有实际代码的，感觉十分抽象，无处下手，但是通过对函数规约的研读，逐渐找到高效的方法，并且体会到在完成代码后立刻可以对代码的正确性做出判断的优势；同时深刻感受到严谨的函数规约强的重要。

6.2 针对以下方面的感受

(1) 面向ADT的编程和直接面向应用场景编程，你体会到二者有何差异？
面向ADT的编程要求考虑的更加细致、严谨，因为要便于后续其他编程；直接面向应用场景编程可能只需要完成眼下的任务，目的更直接更单纯，编程也更简单但是应用起来有局限性。
(2) 使用泛型和不使用泛型的编程，对你来说有何差异？
使用泛型之后，使代码的可移植性更好，更利于使用者对一段代码在多种场景的迁移与应用。
(3) 在给出ADT的规约后就开始编写测试用例，优势是什么？你是否能够适应这种测试方式？
节省编程整体时间，明确编程思路，出现错误时可以第一时间察觉并及时修改。不适应。
(4) P1设计的ADT在多个应用场景下使用，这种复用带来什么好处？
写好一个ADT后，在之后很多编程中可以直接拿来使用，大大提高编程效率。
(5) 为ADT撰写specification, invariants, RI, AF，时刻注意ADT是否有rep exposure，这些工作的意义是什么？你是否愿意在以后编程中坚持这么做？
保证ADT表示独立性，使得后续其被使用时能正确完成任务。愿意。
(6) 关于本实验的工作量、难度、deadline。
工作量很大、难度合适、deadline合适。
(7) 《软件构造》课程进展到目前，你对该课程有何体会和建议？
课程很困难很抽象，尤其课件大多是英文，给学习掌握知识带来很多不便，但是本课程比C语言拓展了很多神奇的思路，学习过程充满乐趣。