【助教】第三次程式設計作業（草稿）

大家寫了不少四則運算的練習，這些代碼都各有特色，大家寫的 “軟體” 也有一定的用處。 如果我們要把這個功能放到不同的環境中去 （例如，指令行，windows 圖形界面程式，網頁程式，手機App）， 就會碰到困難， 因為目前代碼的普遍問題是代碼都散落在main（） 函數或者其他子函數中，我們很難把這些功能完整地剝離出來，作為一個獨立的子產品滿足不同的需求。

我們看到，不同的代碼解決不同層面的問題，有些是内部資料的計算 (例如四則運算)；有些是和使用者輸入相關的 (例如 scanf，cin，圖形界面的輸入字段)，有些是和資料的展現相關的 (例如 printf ，cout，println)，有些是和程式所在平台的架構相關的（例如 main 函數，并不是所有的程式都需要某個特定格式的main）。 這就需要我們對軟體的架構做一些整理和優化。

是以，接下來我們要做的是：

在我們第三次練習中，還是采用結對程式設計的方式 ，但是大家必須換一個隊友，我們會了解到子產品化程式設計，資訊隐藏，接口設計，TDD，等。

大家把四則運算的計算功能包裝在一個子產品中 (這個子產品可以是一個類 Class, 一個DLL，等等)， 為了友善起見，我們叫它 “計算核心” 子產品， 這個子產品至少在兩個地方可以使用：

測試程式，這個可以是一個指令行的程式，或者是JUnit 的架構，或者是Visual Studio 單元測試的架構。這樣，我們在算法層級保證了這個子產品的正确性。

實際的軟體，這是傳遞給最終使用者的軟體，有一定的界面和必要的輔助功能。

那麼這個“計算核心”子產品和使用它的其他子產品之間是什麼關系呢? 它們要通過一定的API (Application Programming Interface) 來和其他子產品交流。 這個API 接口應該怎麼設計呢（有經驗和實力的童鞋可以考慮一下）? 為了簡單，我們可以從下面的最簡單的接口開始：

這個Calc 函數接受字元串的輸入（字元串裡就是運算式子，例如 “ 5+3.5“， “7/8 – 3/8 ”， “3 + 90 * (-0.3)“ 等等），這個子產品的傳回值是一個字元串，例如，前面幾個例子的結果就是 ( ”17.5“， “ 1/2”， “-24“).

假設我們用的是類，我們的測試程式剛開始可以是非常簡單的測試例子： (用僞代碼表示)

然後同學們實作自己 Core 的這個功能。

第一階段目标 - 能把計算的功能封裝起來，通過測試程式和API 接口測試其簡單的加法功能。

加法成功之後，然後我們再做減法， 乘法，除法，我們假設目前為止都是兩個操作數的運算，還是很容易實作的。 由于同學們已經在自己以前的程式中實作了各種算法，這時候隻要把實作的算法搬過來就好了。 大家可以不斷增加測試的數量，在每實作一個新的功能的時候，要保證以前運作正确的例子繼續是正确的， 通過這樣的 “回歸測試“， 來保證自己實作的函數一直是正确的。 (請看書中關于單元測試，回歸測試的内容)

第二階段目标 - 通過測試程式和API 接口測試其簡單的加減乘除功能。并能看到代碼覆寫率。

對于多個運算符的運算，帶負數的運算，我們這個子產品有一些參數要設定，例如，最多幾個運算符，資料範圍是多少，還要設定計算的精度(保留幾位小數，等等)， 這是由什麼API 來決定呢? 我們可以擴充 Calc() 的定義，讓它接受一個新的參數 “precision”, 或者我們可以啟用一個新的函數 Setting（）。如果我想表示：

最多4 個運算符

數值範圍是 -1000 到 1000

精度是小數點後兩位

怎麼通過API 告訴我們的子產品呢? 我們當然可以用函數的參數直接傳遞，但是參數的組合很多，怎麼定義好參數的規範呢? 建議大家考慮用 XML 來傳遞這些參數（實際就是在XML定義好規則，然後程式讀取XML規則來執行計算）。

增加了新的Setting（） 函數之後，我們要讓子產品支援這樣的參數，同時，還要保證原來的各個測試用例繼續正确地工作。

第三階段目标 - 通過測試程式和API 接口測試對于各種參數的支援。并能看到代碼覆寫率。

這個時候，如果輸入是有錯誤的，例如 “1 ++ 2”， 在數值範圍是 -1000 .. 1000 的時候，傳進去 “10000 + 32768”, 或者是 “ 248 / 0” 怎麼辦? 怎麼告訴函數的調用者 “你錯了”? 把傳回的字元串定義為 “-1” 來表示？ 那麼如果真的計算結果是 “-1” 又怎麼處理呢?

建議這個時候，我們要定義各種異常 (Exception)， 讓 Core 在碰到各種異常情況的時候，能告訴調用者 - 你錯了！ 當然，這個時候，我們同樣要進行下面的增量修改：

定義要增加什麼功能 - 例如：支援 “運算式子格式錯誤” 異常

寫好測試用例，傳進去一個錯誤的式子，期望能捕獲這個 異常。 如果沒有，那測試就報錯。

在 Core 子產品中實作這個功能

測試這個功能

同時測試所有以前的功能，保證以前的功能還能繼續工作 （沒有 regression）

确認功能完成，繼續下一個功能

第四階段目标 - 通過增量修改改程序式， 完成對各種錯誤情況的處理。

幾點說明：

時間：兩周（具體杜老師這邊安排） 每周完成兩個階段目标。

結對必須換一個隊友。

參考資料：

《建構之法》 單元測試，回歸測試内容

Java解析XML：http://inotgaoshou.iteye.com/blog/1012188

Junit教程：http://pan.baidu.com/s/1qWsaMVM

XML教程：http://pan.baidu.com/s/1s3u3c#path=%252F

Java自定義異常：http://blog.csdn.net/stellaah/article/details/6738424