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【助教】第三次编程作业（草稿）

大家写了不少四则运算的练习，这些代码都各有特色，大家写的 “软件” 也有一定的用处。 如果我们要把这个功能放到不同的环境中去 （例如，命令行，windows 图形界面程序，网页程序，手机App）， 就会碰到困难， 因为目前代码的普遍问题是代码都散落在main（） 函数或者其他子函数中，我们很难把这些功能完整地剥离出来，作为一个独立的模块满足不同的需求。

我们看到，不同的代码解决不同层面的问题，有些是内部数据的计算 (例如四则运算)；有些是和用户输入相关的 (例如 scanf，cin，图形界面的输入字段)，有些是和数据的展现相关的 (例如 printf ，cout，println)，有些是和程序所在平台的架构相关的（例如 main 函数，并不是所有的程序都需要某个特定格式的main）。 这就需要我们对软件的架构做一些整理和优化。

所以，接下来我们要做的是：

在我们第三次练习中，还是采用结对编程的方式 ，但是大家必须换一个队友，我们会了解到模块化编程，信息隐藏，接口设计，TDD，等。

大家把四则运算的计算功能包装在一个模块中 (这个模块可以是一个类 Class, 一个DLL，等等)， 为了方便起见，我们叫它 “计算核心” 模块， 这个模块至少在两个地方可以使用：

  • 测试程序，这个可以是一个命令行的程序，或者是JUnit 的框架，或者是Visual Studio 单元测试的框架。这样，我们在算法层级保证了这个模块的正确性。

  • 实际的软件，这是交付给最终用户的软件，有一定的界面和必要的辅助功能。

那么这个“计算核心”模块和使用它的其他模块之间是什么关系呢? 它们要通过一定的API (Application Programming Interface) 来和其他模块交流。 这个API 接口应该怎么设计呢（有经验和实力的童鞋可以考虑一下）? 为了简单，我们可以从下面的最简单的接口开始：

        Calc（）

这个Calc 函数接受字符串的输入（字符串里就是运算式子，例如 “ 5+3.5“， “7/8 – 3/8 ”， “3 + 90 * (-0.3)“ 等等），这个模块的返回值是一个字符串，例如，前面几个例子的结果就是 ( ”17.5“， “ 1/2”， “-24“).

假设我们用的是类，我们的测试程序刚开始可以是非常简单的测试例子： (用伪代码表示)

        String  result  = Core.Calc(“1 + 1”) ;

        Assert ( result == “2”);  //我们断言 1 + 1 的结果一定是 2.

然后同学们实现自己 Core 的这个功能。

第一阶段目标 - 能把计算的功能封装起来，通过测试程序和API 接口测试其简单的加法功能。

加法成功之后，然后我们再做减法， 乘法，除法，我们假设目前为止都是两个操作数的运算，还是很容易实现的。 由于同学们已经在自己以前的程序中实现了各种算法，这时候只要把实现的算法搬过来就好了。 大家可以不断增加测试的数量，在每实现一个新的功能的时候，要保证以前运行正确的例子继续是正确的， 通过这样的 “回归测试“， 来保证自己实现的函数一直是正确的。 (请看书中关于单元测试，回归测试的内容)

第二阶段目标 - 通过测试程序和API 接口测试其简单的加减乘除功能。并能看到代码覆盖率。

对于多个运算符的运算，带负数的运算，我们这个模块有一些参数要设置，例如，最多几个运算符，数据范围是多少，还要设置计算的精度(保留几位小数，等等)， 这是由什么API 来决定呢? 我们可以扩展 Calc() 的定义，让它接受一个新的参数 “precision”, 或者我们可以启用一个新的函数 Setting（）。如果我想表示：

  • 最多4 个运算符

  • 数值范围是 -1000 到 1000

  • 精度是小数点后两位

怎么通过API 告诉我们的模块呢? 我们当然可以用函数的参数直接传递，但是参数的组合很多，怎么定义好参数的规范呢? 建议大家考虑用 XML 来传递这些参数（实际就是在XML定义好规则，然后程序读取XML规则来执行计算）。

增加了新的Setting（） 函数之后，我们要让模块支持这样的参数，同时，还要保证原来的各个测试用例继续正确地工作。

第三阶段目标 - 通过测试程序和API 接口测试对于各种参数的支持。并能看到代码覆盖率。

这个时候，如果输入是有错误的，例如 “1 ++ 2”， 在数值范围是 -1000 .. 1000 的时候，传进去 “10000 + 32768”, 或者是 “ 248 / 0” 怎么办? 怎么告诉函数的调用者 “你错了”? 把返回的字符串定义为 “-1” 来表示？ 那么如果真的计算结果是 “-1” 又怎么处理呢?

建议这个时候，我们要定义各种异常 (Exception)， 让 Core 在碰到各种异常情况的时候，能告诉调用者 - 你错了！ 当然，这个时候，我们同样要进行下面的增量修改：

  • 定义要增加什么功能 - 例如：支持 “运算式子格式错误” 异常

  • 写好测试用例，传进去一个错误的式子，期望能捕获这个 异常。 如果没有，那测试就报错。

  • 在 Core 模块中实现这个功能

  • 测试这个功能

  • 同时测试所有以前的功能，保证以前的功能还能继续工作 （没有 regression）

  • 确认功能完成，继续下一个功能

第四阶段目标 - 通过增量修改改进程序， 完成对各种错误情况的处理。

几点说明：

  • 时间：两周（具体杜老师这边安排） 每周完成两个阶段目标。
  • 结对必须换一个队友。

参考资料：

posted @ 2015-04-03 16:43  Grey Zeng  阅读(484)  评论(0)  编辑  收藏  举报