針對給定的應用問題，從問題描述中識別所需的 ADT；

設計 ADT 規約（pre-condition、post-condition）並評估規約的質量；

根據 ADT 的規約設計測試用例；

ADT 的泛型化；

根據規約設計 ADT 的多種不同的實現；針對每種實現，設計其表示 (representation)、表示不變性(rep invariant)、抽象過程(abstraction function)

使用 OOP 實現 ADT，並判定表示不變性是否違反、各實現是否存在表示泄露(rep exposure)

測試 ADT 的實現並評估測試的覆蓋度；

使用 ADT 及其實現，為應用問題開發程式；

在測試代碼中，能夠寫出 testing strategy 並據此設計測試用例。

2、實驗環境配置

（1）安裝測試用例代碼覆蓋度插件

經過網上查閱資料瞭解到，在IDEA中已經集成了代碼覆蓋度插件JaCoCo，切換方式如下：

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點擊Edit Configuration，彈出如下視窗：

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在Code Coverage一欄點擊Modify勾選紅框中的選項，則會彈出切換代碼覆蓋度工具的選項：

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通過咨詢軟體構造課程老師與助教老師，瞭解到使用IDEA自帶的代碼覆蓋度工具即可，不需要切換到JaCoCo，因此下文代碼覆蓋度測試均使用IDEA自帶的coverage runner進行測試。

2、GitHub Lab2倉庫的URL地址（Lab2-學號）

略。

3、實驗過程

3.1 Poetic Walks

該任務主要是通過實現一個圖的模塊來練習ADT的規約設計和ADT的不同實現。

（1）完善Graph介面類，並運用泛型的思想，將String拓展為泛型L類；

（2）實現Graph介面類：以邊和點兩種方式實現介面；

（3）利用實現的Graph類，應用圖的思想，實現GraphPoet類。如果輸入的文本的兩個單詞之間存在橋接詞，則插入該橋接詞；若存在多個單一橋接詞，則選取邊權重較大者。

3.1.1 Get the code and prepare Git repository

從要求文件中對應網址下載得到實驗代碼，建立好project，進入目錄，打開Git bush

依次輸入：

git init

git remote add origin [email protected]:ComputerScienceHIT/HIT-Lab2-120L022408.git

git pull origin master

git add .

git commit -m “init”

git push origin master

3.1.2 Problem 1: Test Graph <String>

測試Graph的靜態方法。

為了方便測試Graph的多種實現，在 GraphInstanceTest 中測試了實例方法。

編寫測試用例主要利用等價類劃分的思想進行測試，測試策略如下：

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分別編寫覆蓋以上條件的測試用例。

運行GraphStaticTest得到測試結果如下：

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3.1.3 Problem 2: Implement Graph <String>

3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph

（1）Edge類實現

定義兩個private String類型的變數source和target存放每個邊的起止點

定義一個private int類型的變數weight保存這條邊的權重（長度）

private final String source, target;

private final int weight;

關於AF,RI和rep exposure：

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① 構造器 constructor

構造方法，使用上述三個數據域聲明一個新的邊

public Edge(L source_new, L target_new, int weight_new)
{
    this.source = source_new;
    this.target = target_new;
    this.weight = weight_new;
    checkRep();
}

② 檢查表示不變數 checkRep

檢查表示不變數，其中source和target必須非空，weight必須大於0

public void checkRep()
{
    assert source != null;
    assert target != null;
    assert weight > 0;
}

③ get方法

get_Source：返回source域

get_Target：返回target域

get_Weight：返回weight域

④ toString方法

返回一個字元串表明這條邊是從哪個source到哪個target，其weight是多少。

public String toString()
{
return source.toString() + "->" + target.toString() + "\t權重為" + weight + '\n';
}

（2）ConcreteEdgesGraph實現

vertices和edges分別記錄當前graph所含有的點和邊

private final Set<String> vertices = new HashSet<>();
private final List<Edge<String>> edges = new ArrayList<>();

關於AF,RI和rep exposure：

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① add方法

public boolean add(String vertex)

如果頂點不為空，添加一個頂點。如果在vertices的Set集合中成功添加了vertex，則返回true。

② Set方法

public int set(String source, String target, int weight)

輸入source，target，weight，確定一條有向邊。

具體做法：如weight！=0，移去可能已經存在的相同起始點的邊，然後加入新的邊，如weight=0，尋找可能已經存在的相同起始點的邊，刪去。

③ remove方法

public boolean remove(String vertex)

從vertices中刪去給定的vertex點，遍歷edges，尋找該vertex是否為某條邊的起點或者終點，刪去相應的邊。在使用迭代器遍歷時要使用iterator.remove方法保證安全性。

④ vertices方法

public Set<String> vertices()

返回vertices集合。註意做到safety from rep exposure ，使用Collections.unmodifiableSet()方法。

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⑤ sources方法

public Map<String, Integer> sources(String target)

參數：target。根據傳入的target參數尋找以targe為終點的邊。返回一個鍵值對為（點，權重）的map。

實現：建立一個map，利用迭代器遍歷edges，如果某個edge的edge.get_Target()和傳入參數target相等，則將該邊的source和weight存入map中。

⑥ targets方法

public Map<String, Integer> targets(String source)

參數：source。根據傳入的source參數尋找以source為起點的邊。返回一個鍵值對為（點，權重）的map。

實現：建立一個map，利用迭代器遍歷edges，如果某個edge的edge.get_Source()和傳入參數source相等，則將該邊的target和weight存入map中。

⑦ 檢查表示不變數 checkRep

思路：n個點，最多構成n*(n-1)條有向邊，因此存在這種不可變的數學關係

⑧ toString方法

對每條邊調用toString方法，整合起來。

public String toString()
{
    String s = "";
    for (Edge<L> e : edges)
    {
        s = s + e.toString();
    }
    return s;
}

（3）ConcreteEdgesGraphTest測試

JUnit測試結果如下：

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測試覆蓋率：

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3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph

（1）Vertex類實現

哈工大軟體構造Lab2（2022）

1、實驗目標概述