目录
1 实验目标概述 1
2 实验环境配置 1
3 实验过程 1
3.1 Poetic Walks 1
3.1.1 Get the code and prepare Git repository 1
3.1.2 Problem 1: Test Graph 1
3.1.3 Problem 2: Implement Graph 1
3.1.3.1 Implement ConcreteEdgesGraph 2
3.1.3.2 Implement ConcreteVerticesGraph 2
3.1.4 Problem 3: Implement generic Graph 2
3.1.4.1 Make the implementations generic 2
3.1.4.2 Implement Graph.empty() 2
3.1.5 Problem 4: Poetic walks 2
3.1.5.1 Test GraphPoet 2
3.1.5.2 Implement GraphPoet 2
3.1.5.3 Graph poetry slam 2
3.1.6 Before you’re done 2
3.2 Re-implement the Social Network in Lab1 2
3.2.1 FriendshipGraph类 2
3.2.2 Person类 3
3.2.3 客户端main() 3
3.2.4 测试用例 3
3.2.5 提交至Git仓库 3
3.3 Playing Chess 3
3.3.1 ADT设计/实现方案 3
3.3.2 主程序MyChessAndGoGame设计/实现方案 3
3.3.3 ADT和主程序的测试方案 3
4 实验进度记录 4
5 实验过程中遇到的困难与解决途径 4
6 实验过程中收获的经验、教训、感想 4
6.1 实验过程中收获的经验和教训 4
6.2 针对以下方面的感受 4
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
在老师指导下从eclipse marketplace下载了eclemma
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！）。
3.1Poetic Walks
分别新建两个类ConcreteEdgesGraph，ConcreteVerticesGraph 实现Graph接口。
Graph接口要求实现add（添加新节点），set（添加新边），remove（移除节点），vertices（获得所有的节点集合），sources（target）获得以target为目标节点的边的起始节点，targes(source)获得以source为起始节点的边的目标节点。
Poet：给定一组单词（文件输入），对于两个相邻的单词a和b，认为存在一条由a到b的有向边，通过Graph接口构造有向图。再给定一由单词组成的句子，如果句子中两个相邻单词之间在Graph图中有一个中间单词则将中间单词插入到两单词之间（如果有多个则插入权重最大的那个）。
3.1.1Get the code and prepare Git repository
访问实验指导手册中提供的网址，在githubDesktop上clone到本地
3.1.2Problem 1: Test Graph
选用ConcreteEdgesGraph作为Graph的具体实现
把Graph的empty方法改为
运行GraphStaticTest得到
3.1.3Problem 2: Implement Graph
该部分要求重写Graph里的方法，分别以点为基础的图和以边为基础的图。
3.1.3.1Implement ConcreteEdgesGraph
（1）class Edge
①fields：
②构造函数
③检查数据合法性private void checkRep()
④各field的get函数
⑤public String toString()
（2）public class ConcreteEdgesGraph implements Graph
①fields：
②构造函数public ConcreteEdgesGraph()
③检查数据合法性private void checkRep()
④public boolean add(L vertex)
如果在vertices的Set集合中成功添加了顶点string，则返回true
⑤public int set(L source, L target, int weight)
遍历edges，找到source和target都与传入参数相同的边，设置weight并返回原来的权值
⑥public boolean remove(L vertex)
如果不含该点，返回false。否则遍历edges，如果某个edge的source或是target与vertex相等，则删除该边。最后删除vertex点。并checkRep。
⑦ public Set vertices()
⑧public Map<L, Integer> sources(L target)
建立一个map，遍历edges，如果某个edge的edge.getTarget()和传入参数target相等，则将该边的source和weight存入map中。
⑨public Map<L, Integer> targets(L source)
建立一个map，遍历edges，如果某个edge的edge.getSource()和传入参数source相等，则将该边的target和weight存入map中。
⑩public String toString()
遍历edges，调用edge.toString()
（3）ConcreteEdgesGraphTest
3.1.3.2Implement ConcreteVerticesGraph
（1）class Vertex
①fields：
②构造函数
③检查数据合法性 private void checkRep()
④各fields的get函数
⑤public int setSource(L source, int weight)
遍历sources，找到source，更新weight并返回原权值
⑥public int setTarget(L target, int weight)
遍历targets，找到target，更新weight并返回原权值
⑦public String toString()
（2）public class ConcreteVerticesGraph implements Graph
①fields：
private final List<Vertex> vertices = new ArrayList<>();
②构造函数public ConcreteVerticesGraph()
③检查数据合法性 private void checkRep()
④public boolean add(L vertex)
若vertices中已包含vertex，返回false，否则新建一个顶点将其加入vertices即可
⑤public int set(L source, L target, int weight)
Vertex vertexOfsource = new Vertex(source);
Vertex vertexOftarget = new Vertex(target);
遍历vertexOfsource.targets()，找到target，更新weight并返回原权值
调用vertexOfsource.setTarget和vertexOftarget.setSource
⑥public boolean remove(L vertex)
如果vertices不包含vertex，返回false。否则遍历所有点，如果某点和vertex存在映射关系，则将这种关系删除。最后将vertex对应的点从vertices中删除即可
⑦public Set vertices()
遍历vertices，找到每个点对应的string，添加进set即可
⑧public Map<L, Integer> sources(L target)
返回target的源点图
⑨public Map<L, Integer> targets(L source)
返回source的目的点图
⑩public String toString()
遍历vertices，调用Vertex.toString()
（3）ConcreteVerticesGraphTest
3.1.4Problem 3: Implement generic Graph
3.1.4.1Make the implementations generic
把所有String改成L，在ConcreteEdgesGraph，ConcreteVertices，Edge，Vertex，Graph后加
3.1.4.2Implement Graph.empty()
3.1.5Problem 4: Poetic walks
给定一个语料库corpus，根据corpus中的文本生成一个单词图，然后给定一条语句输入，在图中搜索词之间的关系，自动补全语句中可能可以完善的部分。
图的构建规则是，在corpus中，对每一个不一样的单词看作一个顶点，相邻的单词之间，建立一条有向边，相邻单词对出现的次数，作为这条有向边的权值。在输入信息补全时，对相邻单词A和B做检查，如果存在一个单词C，在图中可以由前一个单词A通过这个单词C到达单词B，那么就在A和B之间补全C，补全的优先级按照权值越大者优先。
3.1.5.1Test GraphPoet
在基于预设的测试用例基础上，增加等价类划分的多种情况。
等价类划分：两个单词之间不存在连接词，两个单词之间只有一个连接词，两个单词之间有多个连接词。
此外还要注意句末的句号，测试当一个句子最后一个词是“桥”的一端。
3.1.5.2Implement GraphPoet
①fields：
②构造函数public GraphPoet(File corpus) throws IOException
用文件输入单词，String.split()分割为数组，通过String.toLowerCase()小写化。接下来构建图，相邻的单词加边。首先要在加边前通过Graph.add()加点，加边时要判断是否存在：由于Graph.set()能返回之前加的边的值，以此来判断是否存在，存在则在之前的值加一（之前的边的值保存为lastEdgeWeight）。
③public String poem(String input)
当相邻两个单词任意一个不在之前创建的图里，则将后者单词加入即可（再加个空格）当存在时，由于Bridge长度只能为2，所以：分别求两个单词的sources和targets，将该Map转换为Set求交集；若交集为空，则无桥，若交集不空，则在交集中找最短的桥（可以在Map的value中查询weight）。
3.1.5.3Graph poetry slam
测试文件 This is a test of the Mugar Omni Theater sound system.
3.1.6Before you’re done
请按照http://web.mit.edu/6.031/www/sp17/psets/ps2/#before_youre_done的说明，检查你的程序。
如何通过Git提交当前版本
git add Lab2_1180300324
git commit -m “第一次提交”
git push origin master到GitHub上你的Lab2仓库。
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。
项目名称： Lab2_1180300324
src
P1
graph
….java
poet
… .java
… .txt
test
P1
graph
…Test.java
poet
… Test.java
… .txt
3.2Re-implement the Social Network in Lab1
这部分任务就是用我们在3.1中写的ADT，把第一次实验中的FriendshipGraph重新实现一遍，图中的节点仍然是Person类型，所以泛型L一律为Person. 而对于已经写好的FriendshipGraph中的方法，要用3.1中的Graph ADT中的方法来实现它们。
3.2.1FriendshipGraph类
Graph < Person > graph：
直接调用Graph的静态方法.empty()生成一个空的图。
boolean addVertex()：
直接调用graph.add()添加点。
int addEdge()：
调用graph.set()两次，添加双向边，默认权值为1，并记录可能存在的旧边的权值。
int getDistance()：
首先判断起止点是否相等。再新建Map<Person, Integer> dis表示从起始点开始到该Person的距离，以及Map<Person, Boolean> vis表示该Person是否访问过。将两个Map初始化后，把起点标记为已经访问（所有涉及这两个Map的操作均需要remove后再put，后文不再阐述）。然后开始BFS搜索，找到终点为止。
Person类
3.2.2客户端main()
3.2.3测试用例
3.2.4提交至Git仓库
如何通过Git提交当前版本到GitHub上你的Lab3仓库。
git add Lab2_1180300324
git commit -m “第二次提交”
git push origin master
在这里给出你的项目的目录结构树状示意图。
项目名称： Lab2_1180300324
src
P2
FriendshipGraph.java
Person.java …
test
P2
FriendshipGraphTest.java
3.3Playing Chess
3.3.1ADT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）Piece类
①fields：
②构造函数public Piece(String name,int state, int x ,int y)
③各fields的get和set函数
④ public void remove()
把pieceState，pieceX，pieceY都设为-1
（2）Position类
①fields：
②构造函数
③各fields的get和set函数
（3）Player类
①fields：
②构造函数
③各fields的get和set函数
④public Piece getPiece(String pieceName)
根据传入的pieceName，从player的剩余棋子remaining中返回一个未放置的棋子。如果没有，返回null。
⑤public void addPieces(Piece piece)
如果该棋手remaining有这个棋子，则返回false；否则在remaining中添加该piece并且返回true
⑥public void addHistory(String oneHistory)
传入的参数是每个操作后需要添加的玩家历史，判断其为非空。再调用String.concat函数将传入的历史连接在this.history后面即可。
⑦public boolean judgeOwnPiece(Piece piece)
参数是棋子piece，判断remaining中是否有该棋子
⑧ public int countQuantityOfPieceInBoard()
计算player在棋盘上的棋子总数，初始化num = 0，遍历remaining，调用piece.getPieceState()方法，如果棋子状态为1，num++，最后返回num。
（4）Board类
①fields：
②boardsize的get和set函数
③public boolean check(int x ,int y)
检查坐标是否越界
④public Piece getBoardPiece(int x , int y) throws Exception
获得指定坐标的棋子。如果参数坐标超出棋盘范围，抛出异常。
⑤public void setBoardPosition(Piece piece, int x , int y) throws Exception
将棋子放置在指定的位置，如果参数x、y超出棋盘范围，或者该棋盘的此位置有棋子，则抛出异常。
⑥public void setBoardPositionState(int x , int y ,int newState) throws Exception
改变指定位置棋子的pieceState。如果参数x、y超出棋盘范围，抛出异常。
（5）Action类
①fields：
②各fields的get和set函数
③public void putPiece(Player player , Piece piece , Position position) throws Exception
将棋子放置在指定的位置。先调用Board.getBoardPosition获得该position处的棋子，设置棋子的坐标，设置pieceState为1，将棋盘的position处棋子设置为piece。添加玩家历史。
④public void movePiece(Player player , Position oldPosition , Position newPosition) throws Exception
将棋子移动到指定的位置。先获取oldPosition处的棋子，判断棋子归属正确，存在性等，new一个Piece对象piece，复制原棋子参数，将原位置棋子的pieceState设置为0，将newPosition处棋子设置为piece。添加玩家remaining，添加玩家操作历史。
⑤public void removePiece(Player player , Position position) throws Exception
先判断移除的是对方的且在棋盘上的棋子。将棋盘上对应的棋子pieceState设置为-1，调用Piece.remove，增加玩家历史。
⑥public void eatPiece(Player player , Position position1 , Position position2) throws Exception
通过position1和position2获得要吃子piece1和被吃子piece2。判断棋子归属正确，存在性，将棋盘上position1处棋子pieceState设置为0，position2处pieceState设置为-1，并且在position2处新添加一个piece1的对象。移除piece2，添加newPiece到玩家的remaining中，添加玩家历史。
（6）Game类
①fields：
②各fields的get和set函数
③putPiece，movePiece，removePiece，eatPiece
调用gameAction的函数即可，并更新gameBoard
④public Piece getOccupationOfPosition(Position position) throws Exception
在指定的position处获得一个棋子。调用Board.getBoardPiece()即可
⑤public void initByChess(String name1, String name2) throws Exception
把boardSize初始化为8，初始化国际象棋的32个棋子并放置在棋盘上，分别将其加入两个player的remaining中
初始化棋盘如下：
⑥public void initByGo(String name1, String name2) throws Exception
把boardSize初始化为19，初始化181个black棋子，180个white棋子，分别加入到两个player的remaining中
初始化棋盘如下：
⑦ public void printBoard() throws Exception
打印棋盘，行倒序，列正序
3.3.2主程序MyChessAndGoGame设计/实现方案
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。
（1）fields：
备注：设计玩家链表是为了后面while循环能通过索引值的变化，实现两个玩家的操作的切换。turn = (turn +1) % 2
为了调用非静态方法，在main函数中new了MyChessAndGoGame对象，并且调用自己创建的myMain()方法。其中主体部分在myMain之中。
（2）打印菜单（展示了实现的功能）：
（3）主函数如下：
（4）public void myMain() throws Exception
①BufferedReader提供通用的缓冲文本读取，readLine()读取一个文本行。InputStreamReader将字节流转化字符流。
.②让用户输入棋类名称chess or go，来确定调用Game类中哪种初始化方法，再读取用户输入的两个棋手的名称，游戏即可开始。
③放置棋子（围棋）
读取line，调用String.split()将字符串分开。white映射到棋子名称，数字1和1映射到棋盘上的位置，player则通过对players索引获得。最后调用Game.putPiece()即可。其中异常情况的处理在Game类中已介绍。
④提子（围棋）
读取line，调用String.split()将字符串分开。数字3和4映射到棋盘上的位置，player通过对players索引获得。最后调用Game.removePiece()即可。其中异常情况的处理在Game类中已介绍。
⑤移动棋子（国际象棋）
读取line，调用String.split()将字符串分开。数字1和1映射需要移动的棋子点坐标，4和5映射目的地坐标，player通过对players索引获得。最后调用Game.movePiece()即可。其中异常情况的处理在Game类中已介绍。
⑥吃子（国际象棋）
读取line，调用String.split()将字符串分开。数字6和7映射需要主动吃子的棋子点坐标，2和1映射被吃棋子坐标，player通过对players索引获得。最后调用Game.eatPiece()即可。其中异常情况的处理在Game类中已介绍。
⑦查询某个位置的占用情况
读取line，调用String.split()将字符串分开。数字2和1映射需要待查位置坐标，player通过对players索引获得，该棋子通过Game.getOccupationOfPosition()方法得到，棋手名players.get(i).getPlayerName()，棋子名piece.getPieceName()。其中异常情况的处理在Game类中已介绍。
⑧查看棋盘
调用Game.printBoard()方法打印棋盘。
⑨计算两个玩家分别在棋盘上的棋子总数
调用Player.getPlayerName()和Player.countQuantityOfPieceInBoard()即可
⑩结束查看玩家历史
调用Player.getPlayerName()和Player.getHistory()来打印对应玩家的操作历史。其中每次历史中包括玩家名、棋子名和棋子移动的坐标。
3.3.3ADT和主程序的测试方案
介绍针对各ADT的各方法的测试方案和testing strategy。
介绍你如何对该应用进行测试用例的设计，以及具体的测试过程。