tpo-2/REPORT.MD

Отчёт по лабораторной работе №2 по Тестированию ПО

1. Титульник

ФИО: Владимиров Владислав Александрович
Группа: P3322
Вариант: 51432
Язык: Kotlin + JUnit 5 + Gradle

2026г.

2. Постановка задачи

Провести интеграционное тестирование программы, осуществляющей вычисление системы функций (в соответствии с вариантом).
x <= 0 : ((((sin(x) + csc(x)) ^ 2) / csc(x)) / ((sec(x) ^ 3) + ((cos(x) ^ 2) * (sin(x) + cot(x)))))
x > 0 : (((((log_10(x) / log_5(x)) * log_10(x)) * log_10(x)) * log_3(x)) * (((log_2(x) / log_2(x)) ^ 3) - ((log_3(x) * ln(x)) + (log_5(x) - log_5(x)))))

Правила выполнения работы:

• Все составляющие систему функции (как тригонометрические, так и логарифмические) должны быть выражены через базовые (тригонометрическая зависит от варианта; логарифмическая - натуральный логарифм).
• Структура приложения, тестируемого в рамках лабораторной работы, должна выглядеть следующим образом (пример приведён для базовой тригонометрической функции sin(x)):
• Обе "базовые" функции (в примере выше - sin(x) и ln(x)) должны быть реализованы при помощи разложения в ряд с задаваемой погрешностью. Использовать тригонометрические / логарифмические преобразования для упрощения функций ЗАПРЕЩЕНО.
• Для КАЖДОГО модуля должны быть реализованы табличные заглушки. При этом, необходимо найти область допустимых значений функций, и, при необходимости, определить взаимозависимые точки в модулях.
• Разработанное приложение должно позволять выводить значения, выдаваемое любым модулем системы, в сsv файл вида «X, Результаты модуля (X)», позволяющее произвольно менять шаг наращивания Х. Разделитель в файле csv можно использовать произвольный.

Порядок выполнения работы:

• Разработать приложение, руководствуясь приведёнными выше правилами.
• С помощью JUNIT5 разработать тестовое покрытие системы функций, проведя анализ эквивалентности и учитывая особенности системы функций. Для анализа особенностей системы функций и составляющих ее частей можно использовать сайт https://www.wolframalpha.com/.
• Собрать приложение, состоящее из заглушек. Провести интеграцию приложения по 1 модулю, с обоснованием стратегии интеграции, проведением интеграционных тестов и контролем тестового покрытия системы функций.

3. Анализ варианта

3.1. Иерархия модулей

• Базовые: SinTaylor (через ряд Тейлора), LnTaylor (ряд Меркатора).
• Тригонометрические (x ≤ 0): Cos (через sin(x+π/2)), Csc=1/sin, Sec=1/cos, Cot=cos/sin.
• Логарифмические (x > 0): Log(base, x) = ln(x)/ln(base).
• Композит: FunctionSystem.
• Stubs: для каждого модуля (SinStub, LnStub, CosStub и т.д.) — табличные заглушки через статическую мапу.

3.2. ОДЗ и особые точки

• Sin, Cos: определены для всех x (периодические).
• Csc, Cot: x ≠ kπ (исключение ArithmeticException).
• Sec: x ≠ π/2 + kπ (исключение).
• Ln, Log: x > 0, base > 0 и base ≠ 1 (IllegalArgumentException).
• Взаимозависимые точки: 0, ±π/2, ±π, 1, e, 10 (использованы в таблицах stubs).

4. UML-диаграмма классов (PlantUML)

<?plantuml 1.2026.2?>

5. Архитектура приложения

• Dependency Injection через конструкторы (FunctionSystem принимает все impl).
• Taylor series строго в SinTaylor и LnTaylor (без библиотечных trig/log).
• Stubs теперь полностью табличные (Map<Double, Double> с 8–10 ключевыми точками ОДЗ, поиск ближайшей + линейная интерполяция/экстраполяция). Реализованы в function.stubs.*Stub.kt (SinStub, CosStub, CscStub, SecStub, CotStub, LnStub, LogStub). ОДЗ и исключения добавлены где необходимо.
• CsvWriter позволяет выгружать любой модуль.
• Тесты: unit для каждого, интеграционные Bottom-Up.

6. Обоснование стратегии интеграции Bottom-Up

Bottom-Up выбран как указано в плане: начинаем с базовых (Ln, Sin), постепенно заменяем stubs на реальные реализации (Cos+Sin, Csc+Sin, Sec+Cos/Sin, Cot+Sin/Cos, Log+Ln, наконец FunctionSystem). Это позволяет изолированно тестировать каждый слой, выявлять ошибки на ранних этапах. 8 шагов реализованы в BottomUpIntegrationTest.kt (каждый тест — шаг интеграции, использует mix реальных + stub). На каждом шаге:

• Запуск теста.
• Генерация CSV через CsvWriter.
• Сравнение с Desmos.

7. Тестовое покрытие и анализ

• Unit-тесты: SinTest, LnTest, CosTest, CscTest, SecTest, CotTest, LogTest, FunctionSystemTest — покрывают классы эквивалентности (нормальные значения, границы ОДЗ, исключения при sin=0/cos=0, x<=0 для ln и т.д.).
  Пример таблицы классов эквивалентности (для Sin):

Класс эквивалентности	Тест-кейсы	Ожидаемый результат
x в (-π,0) excl. multiples of π	x=-0.5, eps=1e-10	~ -0.4794
Граница (x ~ -π)	x=-3.14	Исключение или близко к 0
x=0 (запрещено)	x=0	ArithmeticException
Большой	x=-10.0	Сходимость ряда

Аналогично для Ln (x>0, x~1, x>1), trig и log.

Покрытие составляет 100% для функций. Подтверждается в (build/reports/jacoco/test/html/index.html)

8. Результаты интеграционного тестирования

• BottomUpIntegrationTest прошёл все 8 шагов.
• Примеры CSV: output.csv, output_sin.csv и т.д. (сгенерированы Main с разными модулями).
• Графики (сравнение с Desmos): для trig-части (x<0) и log-части (x>0) — совпадение в пределах ε=1e-6. И наши точки это вывод программы:
• Особые точки обработаны (исключения, NaN на x=1).

9. Выводы

Работа выполнена в полном соответствии с планом. Реализованы Taylor-ряды, stubs, DI, Bottom-Up интеграция (8 шагов), CSV-экспорт, полный набор тестов с анализом эквивалентности.