2017-2018-2 实验三 《Java面向对象程序设计》实验报告

一、实验报告封面

课程：Java程序设计        班级：1652班

指导教师：娄嘉鹏                              实验日期：2018年4月27日

实验时间：13:45 - 15:25                    实验序号：实验三

实验名称：敏捷开发与XP实践

实验内容：

1. XP基础
2. XP核心实践
3. 相关工具

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。

二、实验内容及步骤

（一）编码标准

• 安装alibaba 插件，解决代码中的规范问题。具体流程如下：

1. 打开 

   Settings

    -> 

   Plugins

    -> 

   Browse

   repositories

   ...
2. 在搜索框输入

   alibaba

   即可看到

   Alibaba Java Code Guidelines

   插件，点击

   Install

   进行安装，然后重启IDE生效:
3. 使用比较简单：在项目名称上单击右键，在弹出菜单上选择

   编码规约扫描

   ：

出现下图内容：

不规范的地方，有中文提示并且定位到了行，alibaba把问题分为

block/critical/major

三个等级，有些规则可以一键修复。

Java中的一般的命名规则有：

• 要体现各自的含义
• 包、类、变量用名词
• 方法名用动宾
• 包名全部小写，如：io，awt
• 类名第一个字母要大写，如：HelloWorldApp

• 变量名第一个字母要小写

  ，如：userName

• 方法名第一个字母要小写：setName

规范后的代码格式

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));
        }
    }
}      

任务一：在IDEA中使用工具（Code->Reformate Code）格式化代码，并学习Code菜单的功能

IDEA中的Code菜单如下：

几个比较常用的功能总结如下：

• Override Methods

  (Ctrl+O)：重载基本类的方法；

• Implement Methods

  (Ctrl+I)：完成当前类 implements 的（或者抽象基本类的）接口的方法；

  Generate(Alt+Insert)：创建类里面任何字段的 getter 与 setter 方法；

• Surround With

  (Ctrl+Alt+T)：使用if-else、try-catch、do-while等包装代码段；

• Insert Live Template

  (Ctrl-J)：执行一些记不起来的 Live Template 缩写；

• Comment with Line Comment

  (Ctrl+斜杠)/

  Comment with Block Comment

  (Ctrl+Shift+斜杠)：用 Ctrl+斜杠 与 Ctrl-Shift-/ 来注释（或反注释）代码行与代码块。 用Ctrl+斜杠单行注释标记（“ //… ”）来注释（或反注释）当前行或者选择地代码块。而 Ctrl+Shift+斜杠则可以用块注释标记（“ /* */”）把所选块包围起来。要反注释一个代码块就在块中任何一个地方按 Ctrl+Shift+斜杠 即可；

• Reformat Code

  (Ctrl+Alt+L)：将代码按标准格式缩进；

• show reformat file dialog

  :按照格式自动对齐

• Optimize imports

  ：可以优化imports，去除不必要的imports

• Move Line/statement Down/Up

  ：将某行、表达式向下、向上移动一行

（二）敏捷开发与XP

任务二：下载搭档实验二的Complex代码，加入不少于三个JUnit单元测试用例

搭档的Complex代码如下：

需要测试的方法有：

ComplexAdd()

,

ComplexSub()

,

ComplexMulti()

,

ComplexDiv()

；

编写测试代码并上传到搭档码云项目上：

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());
    }
}      

（三）重构

重构(Refactor)，就是在不改变软件外部行为的基础上，改变软件内部的结构，使其更加易于阅读、易于维护和易于变更 。

我们要修改软件，万变不离其宗，无非就是四种动机：

• 增加新功能；
• 原有功能有BUG；
• 改善原有程序的结构；
• 优化原有系统的性能 。

需要重构的地方：

代码重复、方法过长、参数列过长、条件逻辑过度复杂、分支语句

一个完整的重构流程包括：

1. 从版本控制系统代码库中Check out code
2. 读懂代码（包括测试代码）
3. 发现bad smell
4. Refactoring
5. 运行所有的Unit Tests
6. 往代码库中Check in code

任务三：下载搭档的代码，至少进行三项重构

如上代码存在以下几个问题：

• 类名不符合命名规则；
• 类中变量没有被封装；
• 方法没有被封装；

练习

任务四：以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习，结合重构、git、代码标准等

Java安全体系结构总共分为4个部分：

• JCA（ Java Cryptography Architecture， Java加密体系结构）：JCA提供基本的加密框架， 如证书、 数字签名、消息摘要和密钥对产生器。
• JCE（ Java Cryptography Extension， Java加密扩展包）：JCE在JCA的基础上作了扩展， 提供了各种加密算法、 消息摘要算法和密钥管理等功能。JCE的实现主要在javax.crypto包（ 及其子包） 中
• JSSE（ Java Secure Sockets Extension， Java安全套接字扩展包）：JSSE提供了基于SSL（ Secure Sockets Layer，安全套接字层） 的加密功能。 在网络的传输过程中， 信息会经过多个主机（很有可能其中一台就被窃听） ， 最终传送给接收者， 这是不安全的。这种确保网络通信安全的服务就是由JSSE来提供的。
• JAAS（ Java Authentication and Authentication Service， Java鉴别与安全服务）：JAAS提供了在Java平台上进行用户身份鉴别的功能。

进行了学习之后，我与搭档选择了实现凯撒密码的加解密算法，并以结对的方式完成了代码编写的工作。

凯撒密码算法：将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。

• 具体步骤：

  （1）根据凯撒密码特性设计算法

  （2）传入需要计算的字符串

  （3）处理计算结果

• 伪代码：

定义main方法
传入参数
参数判断，是否有非法输入，若有，抛出异常
进行加解密，大小写区分
输出结果
           

• 产品代码：

  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);
            //自定义异常类
            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());
            }
            //小写字母
            if (c >= 'a' && c <= 'z') {
                //移动key%26位
                c += key % 26;
                //向左超界
                if (c < 'a') {
                    c += 26;
                }
                //向右超界
                if (c > 'z') {
                    c -= 26;
                }
            }

            //大写字母
            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 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);
            //自定义异常类
            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());
            }
            //小写字母
            if (c >= 'a' && c <= 'z') {
                //移动key%26位
                c += key % 26;
                //向左超界
                if (c < 'a') {
                    c += 26;
                }
                //向右超界
                if (c > 'z') {
                    c -= 26;
                }
            }

            //大写字母
            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);

    }
}      

运行结果：

除了实现凯撒密码算法之外，我还运行了其他算法：

DES算法

• 文件key1.dat中生成的密钥

• 保存密钥编码并打印

• 用DESede加密

• 用DESede解密

RSA加密

RSA解密

MD5算法

（五）实验过程中遇到的问题及解决方法

• 在做重构相关内容的实验时，由于对重构的内容并不是非常了解，小伙伴的代码也大都是书上的代码，找了好多，都没有发现太多需要重构的地方。

• 解决方法：在学习了实验三 敏捷开发与XP实践——娄老师的博客，以及参考了Java代码重构的几种模式详解

  java 代码重构（系列讲解）后，我再次查看伙伴的代码，找到了几处可以规范的地方。

（六）实验体会与总结

通过本次实验，我主要学习到了代码标准，代码重构，Java中密码学算法等内容。

代码标准和重构的学习，使我注意到自己之前编写代码时的很多不规范之处，而且通过使用alibaba的实时编码扫描，使我在编写代码的同时，注意规范代码的标准格式，使写出的代码更加明了可观，类名和变量名的规范，也使我在编写代码时，减少了许多不必要的注释。

有了之前四则运算结对编程的锻炼，在本次实验过程中，我与我的小伙伴合作的比较融洽，节约了一些不必要的时间，结对编程效率有了一定的提高。

一、实验报告封面

课程：Java程序设计        班级：1652班

指导教师：娄嘉鹏                              实验日期：2018年4月27日

实验时间：13:45 - 15:25                    实验序号：实验三

实验名称：敏捷开发与XP实践

实验内容：

1. XP基础
2. XP核心实践
3. 相关工具

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。

二、实验内容及步骤

（一）编码标准

• 安装alibaba 插件，解决代码中的规范问题。具体流程如下：

1. 打开 

   Settings

    -> 

   Plugins

    -> 

   Browse

   repositories

   ...
2. 在搜索框输入

   alibaba

   即可看到

   Alibaba Java Code Guidelines

   插件，点击

   Install

   进行安装，然后重启IDE生效:
3. 使用比较简单：在项目名称上单击右键，在弹出菜单上选择

   编码规约扫描

   ：

出现下图内容：

不规范的地方，有中文提示并且定位到了行，alibaba把问题分为

block/critical/major

三个等级，有些规则可以一键修复。

Java中的一般的命名规则有：

• 要体现各自的含义
• 包、类、变量用名词
• 方法名用动宾
• 包名全部小写，如：io，awt
• 类名第一个字母要大写，如：HelloWorldApp

• 变量名第一个字母要小写

  ，如：userName

• 方法名第一个字母要小写：setName

规范后的代码格式

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));
        }
    }
}      

任务一：在IDEA中使用工具（Code->Reformate Code）格式化代码，并学习Code菜单的功能

IDEA中的Code菜单如下：

几个比较常用的功能总结如下：

• Override Methods

  (Ctrl+O)：重载基本类的方法；

• Implement Methods

  (Ctrl+I)：完成当前类 implements 的（或者抽象基本类的）接口的方法；

  Generate(Alt+Insert)：创建类里面任何字段的 getter 与 setter 方法；

• Surround With

  (Ctrl+Alt+T)：使用if-else、try-catch、do-while等包装代码段；

• Insert Live Template

  (Ctrl-J)：执行一些记不起来的 Live Template 缩写；

• Comment with Line Comment

  (Ctrl+斜杠)/

  Comment with Block Comment

  (Ctrl+Shift+斜杠)：用 Ctrl+斜杠 与 Ctrl-Shift-/ 来注释（或反注释）代码行与代码块。 用Ctrl+斜杠单行注释标记（“ //… ”）来注释（或反注释）当前行或者选择地代码块。而 Ctrl+Shift+斜杠则可以用块注释标记（“ /* */”）把所选块包围起来。要反注释一个代码块就在块中任何一个地方按 Ctrl+Shift+斜杠 即可；

• Reformat Code

  (Ctrl+Alt+L)：将代码按标准格式缩进；

• show reformat file dialog

  :按照格式自动对齐

• Optimize imports

  ：可以优化imports，去除不必要的imports

• Move Line/statement Down/Up

  ：将某行、表达式向下、向上移动一行

（二）敏捷开发与XP

任务二：下载搭档实验二的Complex代码，加入不少于三个JUnit单元测试用例

搭档的Complex代码如下：

需要测试的方法有：

ComplexAdd()

,

ComplexSub()

,

ComplexMulti()

,

ComplexDiv()

；

编写测试代码并上传到搭档码云项目上：

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());
    }
}      

（三）重构

重构(Refactor)，就是在不改变软件外部行为的基础上，改变软件内部的结构，使其更加易于阅读、易于维护和易于变更 。

我们要修改软件，万变不离其宗，无非就是四种动机：

• 增加新功能；
• 原有功能有BUG；
• 改善原有程序的结构；
• 优化原有系统的性能 。

需要重构的地方：

代码重复、方法过长、参数列过长、条件逻辑过度复杂、分支语句

一个完整的重构流程包括：

1. 从版本控制系统代码库中Check out code
2. 读懂代码（包括测试代码）
3. 发现bad smell
4. Refactoring
5. 运行所有的Unit Tests
6. 往代码库中Check in code

任务三：下载搭档的代码，至少进行三项重构

如上代码存在以下几个问题：

• 类名不符合命名规则；
• 类中变量没有被封装；
• 方法没有被封装；

练习

任务四：以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习，结合重构、git、代码标准等

Java安全体系结构总共分为4个部分：

• JCA（ Java Cryptography Architecture， Java加密体系结构）：JCA提供基本的加密框架， 如证书、 数字签名、消息摘要和密钥对产生器。
• JCE（ Java Cryptography Extension， Java加密扩展包）：JCE在JCA的基础上作了扩展， 提供了各种加密算法、 消息摘要算法和密钥管理等功能。JCE的实现主要在javax.crypto包（ 及其子包） 中
• JSSE（ Java Secure Sockets Extension， Java安全套接字扩展包）：JSSE提供了基于SSL（ Secure Sockets Layer，安全套接字层） 的加密功能。 在网络的传输过程中， 信息会经过多个主机（很有可能其中一台就被窃听） ， 最终传送给接收者， 这是不安全的。这种确保网络通信安全的服务就是由JSSE来提供的。
• JAAS（ Java Authentication and Authentication Service， Java鉴别与安全服务）：JAAS提供了在Java平台上进行用户身份鉴别的功能。

进行了学习之后，我与搭档选择了实现凯撒密码的加解密算法，并以结对的方式完成了代码编写的工作。

凯撒密码算法：将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。

• 具体步骤：

  （1）根据凯撒密码特性设计算法

  （2）传入需要计算的字符串

  （3）处理计算结果

• 伪代码：

定义main方法
传入参数
参数判断，是否有非法输入，若有，抛出异常
进行加解密，大小写区分
输出结果
           

• 产品代码：

  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);
            //自定义异常类
            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());
            }
            //小写字母
            if (c >= 'a' && c <= 'z') {
                //移动key%26位
                c += key % 26;
                //向左超界
                if (c < 'a') {
                    c += 26;
                }
                //向右超界
                if (c > 'z') {
                    c -= 26;
                }
            }

            //大写字母
            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 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);
            //自定义异常类
            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());
            }
            //小写字母
            if (c >= 'a' && c <= 'z') {
                //移动key%26位
                c += key % 26;
                //向左超界
                if (c < 'a') {
                    c += 26;
                }
                //向右超界
                if (c > 'z') {
                    c -= 26;
                }
            }

            //大写字母
            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);

    }
}      

运行结果：

除了实现凯撒密码算法之外，我还运行了其他算法：

DES算法

• 文件key1.dat中生成的密钥

• 保存密钥编码并打印

• 用DESede加密

• 用DESede解密

RSA加密

RSA解密

MD5算法

（五）实验过程中遇到的问题及解决方法

• 在做重构相关内容的实验时，由于对重构的内容并不是非常了解，小伙伴的代码也大都是书上的代码，找了好多，都没有发现太多需要重构的地方。

• 解决方法：在学习了实验三 敏捷开发与XP实践——娄老师的博客，以及参考了Java代码重构的几种模式详解

  java 代码重构（系列讲解）后，我再次查看伙伴的代码，找到了几处可以规范的地方。

（六）实验体会与总结

通过本次实验，我主要学习到了代码标准，代码重构，Java中密码学算法等内容。

代码标准和重构的学习，使我注意到自己之前编写代码时的很多不规范之处，而且通过使用alibaba的实时编码扫描，使我在编写代码的同时，注意规范代码的标准格式，使写出的代码更加明了可观，类名和变量名的规范，也使我在编写代码时，减少了许多不必要的注释。

有了之前四则运算结对编程的锻炼，在本次实验过程中，我与我的小伙伴合作的比较融洽，节约了一些不必要的时间，结对编程效率有了一定的提高。