HIT软件构造__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。具体来说：
⚫ 针对给定的应用问题，从问题描述中识别所需的 ADT；
⚫ 设计 ADT 规约（pre-condition、post-condition）并评估规约的质量；
⚫ 根据 ADT 的规约设计测试用例；
⚫ ADT 的泛型化；
⚫ 根据规约设计 ADT 的多种不同的实现；针对每种实现，设计其表示 （representation）、表示不变性（rep invariant）、抽象过程（abstraction function）
⚫ 使用 OOP 实现 ADT，并判定表示不变性是否违反、各实现是否存在表 示泄露（rep exposure）；
⚫ 测试 ADT 的实现并评估测试的覆盖度；
⚫ 使用 ADT 及其实现，为应用问题开发程序；
⚫ 在测试代码中，能够写出 testing strategy 并据此设计测试用例。

2 实验环境配置
简要陈述你配置本次实验所需环境的过程，必要时可以给出屏幕截图。
特别是要记录配置过程中遇到的问题和困难，以及如何解决的。
在eclipse上方的菜单栏中，找到help

搜索软件并install

在这里给出你的GitHub Lab2仓库的URL地址（Lab2-学号）。

3 实验过程
请仔细对照实验手册，针对三个问题中的每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但千万不要把你的源代码全部粘贴过来！）。
3.1 Poetic Walks
先写出相应的测试文件，再分别用点和边实现一个图，Graph为接口，在ConcretEdgesGraph和ConcreteVertexGraph中实现接口中定义的各个函数，在poet中读入给定文本，相邻两个词之间构成一条有向边，从而构成一棵树，再输入给定的句子，若相邻两个词之间有一个词，则插入，有多个，则插入权值最大的。
3.1.1 Get the code and prepare Git repository
如何从GitHub获取该任务的代码、在本地创建git仓库、使用git管理本地开发。
从https://github.com/rainywang/Spring2019_HITCS_SC_Lab2/tree/master/P1中下载，创建相应的文件夹，在文件夹中单击鼠标右键，单击Git Bush Here，输入git remote 命令绑定代码仓库，上传时git add . git commit –m git push

3.1.2 Problem 1: Test Graph
思路及过程：在GraphInstanceTest中实现各个接口的测试，测试中要创建新的Graph，用emptyInstance（）创建而不是根据某一特定实现创建。这样，在以后的测试中，只需用不同实现构建emptyInstance即可完成不同的测试。
结果：

以下各部分，请按照MIT页面上相应部分的要求，逐项列出你的设计和实现思路/过程/结果。
3.1.3 Problem 2: Implement Graph
通过点和边分别实现图。
以下各部分，请按照MIT页面上相应部分的要求，逐项列出你的设计和实现思路/过程/结果。
3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph
思路及过程：
首先，写Edge类，Edge有三个属性：start,end,value。由于Edge是不可变的，所以不能有Setter，只能有Getter。分别实现三个属性的Getter。
由边实现的图，有两个属性，一个set vertices存储图的所以顶点，一个List 存储所有边。由于List 和Set 是可变数据类型，在向外提供这两个数据时要copy一份再返回。
add方法：往集合vertices中add，先判断是否存在，若已经存在，则返回false。
set方法：如果weight<0或者起点终点相等，返回0。若weight=0，则寻找相应的边，删除，返回原weight。若weight>0，则寻找边重置权值，返回原weight，若没有这条边，返回0.
remove方法：如果该点存在，则删除该点和与之相关的边，返回TRUE，否则返回FALSE。
vertices方法：copy一份点集，返回。
sources方法：遍历集合中每一个点，在List中遍历每一条边，找到其source点和相应权值，组成map，返回。
target方法：遍历集合中每一个点，在List中遍历每一条边，找到其target点和相应权值，组成map，返回。
tostring方法：输出每一个边的起点，终点，权值。
结果：

3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph
思路及过程：首先，写Vertex类，每个点有三个属性，name，targetOfv（目标点及其权值），sourceOfv（源点及其权值）。
ConcreteVerticesGraph有一个属性，点的List。
add方法：判断是否存在，若存在，返回FALSE，否则，List.add。返回TRUE。
set方法：若权值小于0，返回0，权值等于0，找到相应的边，重置权值，返回之前的weight，若找不到，则返回0。
remove方法：若不存在，返回FALSE，否则，List.remove。返回TRUE。
vertices方法：将点的List转换为set，返回。
targets方法：返回点的属性map：targetOfv。
sources方法：返回点的属性sourceOfv。
tostring方法：返回点的源点集合，目标点集合，及其相应边的权值所构成的String。
结果：

3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph
思路及过程：将所有Vertex和Edge改为Vertex Edge
接口的实现改为public class ConcreteVerticesGraph implements Graph
public class ConcreteEdgesGraph implements Graph
再把相应的String 改为L。
结果：

3.1.4.1 Make the implementations generic
思路及过程：将所有Vertex和Edge改为Vertex Edge
接口的实现改为public class ConcreteVerticesGraph implements Graph
public class ConcreteEdgesGraph implements Graph
再把相应的String 改为L。
结果：

3.1.4.2 Implement Graph.empty()
思路及过程：默认用Edge实现
结果：

3.1.5 Problem 4: Poetic walks
先读入文本构建graph，再输入一段文字，若两个词之间存在一个词，就添加到其中，若存在多个，选择权值最高的。
3.1.5.1 Test GraphPoet
思路及过程：分别对构建graph，扩展诗句两个功能测试
结果：

3.1.5.2 Implement GraphPoet
思路及过程：相邻两个词构成一条边，如果存在，就将原来的权值+1；否则，设置权值为1的新边。
结果：

3.1.5.3 Graph poetry slam
思路及过程：将前一个顶点的targetOfv和后一个顶点的sourceOfv作交集，选择权值最大的点添加。
结果：

3.1.6 Before you’re done
上传命令：
$ git add.
$ git commit –m “have been finished”
$ git push
目录结构：

3.2 Re-implement the Social Network in Lab1
在lab1的基础上，依据P1依据实现的graph，实现FriendshipGraph,把L改为Person。实现addvertex，addEdge，getDistance的功能。
3.2.1 FriendshipGraph类
思路及过程：FriendshipGraph类继承自ConcreteVerticesGraph。加点调用add（person）,加边调用set(person1,person2)。计算距离用广度搜索，与之前不同的是，目标点集合用targets（source）获取。
结果：

3.2.2 Person类
思路及过程：Person有唯一一个属性，name。方法：getName，Override equals。
需要重写equals方法，以便graph中的各个方法能正确运行。
结果：

3.2.3 客户端main()
思路及过程：和lab1中的main相同
结果：

3.2.4 测试用例
思路及过程：测试addvertex时，考虑已经存在的情况和不存在的情况，getdistance考虑距离无限大，两个点相同的特殊情况。
结果：

3.2.5 提交至Git仓库
上传命令：
$ git add.
$ git commit –m “have been finished”
$ git push
目录结构：

3.3 Playing Chess
3.3.1 ADT设计/实现方案
设计了哪些ADT（接口、类），各自的rep和实现，各自的mutability/ immutability说明、AF、RI、safety from rep exposure。
必要时请使用UML class diagram（请自学）描述你设计的各ADT间的关系。

1. Position（位置）
   属性：int x，int y
   方法:
   构造函数Position（int ,int）
   重写equals（Object）
   Getter：getx(),gety()
   setxy(int ,int)
   重写toString打印坐标。
   2． Piece（棋子）

3．Player

String history用以存储下棋过程
addHistory添加下棋过程
4. Board

int type 0代表chess，1代表go
xlimit和ylimit用以存储边界
构造函数Board（int，int）需要输入类型和size
containPiece用以查询某个棋子是否存在
containxy用以查询某个位置是否有棋子
getnumber用以查询某个玩家的棋子数
getPiecexy用以查找某个位置上的棋子
outofboard用来判定是否越界
removePiece删除某个位置上棋子
setPiecexy往某个位置添加棋子
5. Action

属性：两个Player，一个Board
方法：
Getter和Setter
putin放子
remove提子
eat吃子
move移动子（均为Boolean类型，如果出现异常，会抛出异常并作相应处理）
getnum获取某个玩家棋子数
6. Game

属性：action动作，两个玩家Player，类型type，棋盘gameBoard
方法：
构造函数Game（int，Player，Player）只需输入type和两个玩家，自动创建棋盘，并由gameBoard和Player组成action。
Getter和Setter
initGame，初始化棋盘，如果是chess，则将棋子初始化到棋盘上，否则只初始化棋盘。
吃子，移动，提子，放子四个操作均调用action的方法。出现异常并捕获异常，出现异常提示和异常路径。不会影响主程序继续执行。
3.3.2 主程序MyChessAndGoGame设计/实现方案

game是该类唯一的属性，main是程序的主函数，menu打印菜单，otherPlayer转换玩家。

main函数：
默认第一步选择初始化，用户输入0和1代表chess或者go，再输入两个玩家姓名，从而创建game，并调用game.initGame进行初始化。
随后由第一个玩家开始选择，若在chess模式选择了放子或者提子，则提示只能选择4，5；go模式下会提示只能选择1,2。出现不合理操作，或者选择了7,8,9都会让当前玩家继续操作，否则轮到另一个玩家。end结束，打印双方走棋历史。在下棋过程中，会提示越界，提自己的子，违规操作等异常，但不会终止程序。

辅之以执行过程的截图，介绍主程序的设计和实现方案，特别是如何将用户在命令行输入的指令映射到各ADT的具体方法的执行。

运行截图：

3.3.3 ADT和主程序的测试方案
主要测试了Board类中的越界，获取某个位置的棋子，移除棋子，放入棋子，获取某玩家棋子数目的方法，着重测试位置不合法，操作不合法。

然后测试了Action中的操作