实验报告3之异常情况处理.doc

目录摘要...................................................... 错误!未定义书签。

关键词................................................... 错误!未定义书签。

1 引言...................................................... 错误!未定义书签。

2 异常值的判别方法..................................... 错误!未定义书签。

检验（3S）准则........................................ 错误!未定义书签。

狄克松（Dixon）准则.................................. 错误!未定义书签。

格拉布斯（Grubbs）准则.............................. 错误!未定义书签。

指数分布时异常值检验................................. 错误!未定义书签。

莱茵达准则（PanTa）.................................. 错误!未定义书签。

肖维勒准则（Chauvenet）............................. 错误!未定义书签。

3 实验异常数据的处理 .................................. 错误!未定义书签。

4 结束语................................................... 错误!未定义书签。

参考文献.................................................... 错误!未定义书签。

试验数据异常值的检验及剔除方法摘要：在实验中不可避免会存在一些异常数据，而异常数据的存在会掩盖研究对象的变化规律和对分析结果产生重要的影响，异常值的检验与正确处理是保证原始数据可靠性、平均值与标准差计算准确性的前提.本文简述判别测量值异常的几种统计学方法，并利用DPS软件检验及剔除实验数据中异常值，此方法简单、直观、快捷，适合实验者用于实验的数据处理和分析.关键词：异常值检验；异常值剔除；DPS；测量数据1 引言在实验中，由于测量产生误差，从而导致个别数据出现异常，往往导致结果产生较大的误差，即出现数据的异常.而异常数据的出现会掩盖实验数据的变化规律，以致使研究对象变化规律异常，得出错误结论.因此，正确分析并剔除异常值有助于提高实验精度.判别实验数据中异常值的步骤是先要检验和分析原始数据的记录、操作方法、实验条件等过程，找出异常值出现的原因并予以剔除.利用计算机剔除异常值的方法许多专家做了详细的文献[1]报告.如王鑫，吴先球，用Origin 剔除线形拟合中实验数据的异常值；严昌顺．用计算机快速剔除含粗大误差的“环值”；运用了统计学中各种判别异常值的准则，各种准则的优劣程度将体现在下文.2 异常值的判别方法判别异常值的准则很多，常用的有t 检验（3S ）准则、狄克松（Dixon ）准则、格拉布斯（Grubbs ）准则等准则.下面将一一简要介绍. 2.1 检验（3S ）准则t 检验准则又称罗曼诺夫斯基准则，它是按t 分布的实际误差分布范围来判别异常值，对重复测量次数较少的情况比较合理.基本思想：首先剔除一个可疑值，然后安t 分布来检验被剔除的值是否为异常值.设样本数据为123,,n x x x x ，若认j x 为可疑值.计算余下1n -个数据平均值1n x -及标准差1n s -，即2111,1,1n n i n i i j x x s n --=≠=-∑.然后，按t 分布来判别被剔除的值j x 是否为异常值.若1(,)n j x x kn a -->，则j x 为异常值，应予剔除，否则为正常值，应予以保留.其中：a 为显著水平；n 数据个数；(,)k n a 为检验系数，可通过查表得到.2.2 狄克松（Dixon ）准则设有一组测量数据123nx x x x ≤≤≤，且为正态分布，则可能为异常值的测量数据必然出现在两端，即1x 或n x .狄克松给出了不同样本数量n 时检验统计量的计算公式（见表1）.当显著水平a 为1%或5%时，狄克松给出了其临界值1()a n D -.如果测量数据的检验统计量1()a n D D ->，则1x 为异常值，如果测量数据的检验统计量'1()a n D D ->，则n x 为异常值.2.3 格拉布斯（Grubbs ）准则设有一组测量数据为正态分布，为了检验数据中是否存在异常值，将其按大小顺序排列，即123n x x x x ≤≤≤，可能为异常值的测量数据一定出现在最大或最小的数据中.若最小值1x 是可疑的，则检验统计量1()/G x x s =-.式中x 是均值、s 是标准差，即211,n i i x xs n ==∑. 对于检验统计量G ，格拉布斯导出了其统计分布，并给出了当显著水平a 为1%或5%时的临界值(1)()n G n -.(1)()n G n -称格拉布斯系数，可通过抽查表得到.当最小值1x 或最大值n x 对应的检验统计量G 大于临界值时，则认为与之对应的1x 或n x 为可疑异常值，应予以剔除.2.4 指数分布时异常值检验设一组测量数据为指数分布，为了检验数据中是否存在异常值，将其按大小顺序排列，即123n x x x x ≤≤≤.检验最小值或最大值是否为异常值的检验方法如下：当样本量100n ≤时，计算统计量()1/nn n n i i T x x ==∑及(1)11/nn i i T x x ==∑对于给定的显著水平a （通常取）和样本数量n ，通过查表得到()n n T 及(1)n T 分别对应的临界值()(1)n n T a -和(1)()n T a .若()()(1)n n n n T T a >-时，认为n x 为异常值；若(1)(1)()n n T T a <时，认为1x 为异常值. 当样本容量100n >时，计算统计量()111(1)()/()nn n n n i n i E n x x x x --==--+∑及(1)111(1)/()nn i i E n n x x n x ==-+∑. 对于给定显著水平a 和样本数量n ，若11()2,2~2,1(1)(1)n n n n aE F n a --->=--，则判断n x 为异常值；若11(1)2,22,(1)[(1)1]n n n a E F n a --->=---，则判断1x 为异常值. 2.5 莱茵达准则（PanTa ）对于实验数据测出值123,,,,nx x x x ，求取其算术平均值11/ni i x n x ==∑及剩余误差值i i v x x =-，然后求出其均方根偏差21/2(/1)i v n σ=-∑. 判别依据（假设v 服从正态分布）：3i x x σ->，则i x 相对而言误差较大，应舍去； 3i x x σ-≤，i x 为正常数据，应该保留.有概率论统计可知，如果误差服从正要分布，误差大于3σ的观测数据出现的概率小于，相当大于300次观测中有一次出现的可能.莱茵达准则只是进行粗略的剔除，取舍的概率较小，可能将不合理的异常值保留.2.6 肖维勒准则（Chauvenet ）次准则也是建立在实验数据服从正态分布.假设多次测量的n 个测量值中，数据的参与误差i c v Z σ>，则剔除该数据.其中21/2(/1)i v n σ=-∑，样品容量为n 时的判别系数3c Z <，弥补了莱茵达准则的不足，故此准则优胜于莱茵达准则，但条件更为苛刻.3 实验异常数据的处理对于测定中异常数据的处理，必须慎重考虑，不能凭预感任意删除或添加.应该从所学知识上考虑，异常值有时能反映试验中的某些新现象.这类“异常值”正深化人们对客观事物的认识，如果随意删除它，可能深入了解和发现新事物的一次机会，那么对学者深入研究非常可惜.所以对任何异常数据都因首先在技术上寻找原因，如果在技术上发现原因，理应舍去.如在技术上无法作出判断，却可在上述准则中发现其高度异常，也因舍弃.其中，运用DPS 软件进行异常数据的检验与剔除特别方便，而且不许编写程序，它融合了SPSS 表格和EXCELL 表格，操作简单，实用性强.如图一下为DPS 数据处理系统对话框.图一 数据处理系统对话框只要执行菜单命令下的“数据分析——异常值检验”弹出如图二下图的窗口，然后进行选择检验分析方法及显著水平，点击确定即可.图二用户对话框在测定中，有时发现个别数据离群严重，上述检验原则为异常值，但它与其他测定值的差异在仪器的精度范围内，这种数据不应舍去，应予保留.而对于一些分析而言，需要估计总体参数，异常数据一般都要舍去.对于不同的之心度应作相应的处理，则要据实际情况而定.4结束语由上述可知，用DPS软件进行异常值检验和剔除的过程简单、直观、快捷，适用于大众学生进行各实验数据的处理和分析.将此软件运用于实验教学，可以使学生快速准确判断实验结果，也可以提高教学质量.参考文献[1] 王鑫，吴先球．用Origin剔除线形拟合中实验数据的异常值[J]．山西师范大学学报，2003，17(1)，56—57.[2] 严昌顺．用计算机快速剔除含粗大误差的“环值”[J]．计量技术，1994（5），45—47.[3] 苏金明，傅荣华，周建斌．统计软件SPSS系列应用实战篇[M]．电子工业出版社，2002[4] 唐起义．DPS数据处理系统——实验设计、统计分析及数据挖掘[M]．科学出版社，2006[5] 何国伟等编著.误差分析方法．北京：国防工业出版社，1978。

Java实验报告继承、多态、接⼝和异常处理实验5 继承、多态、接⼝和异常处理⼀、实验⽬的1、掌握Java的类和对象的声明和使⽤⽅法；2、掌握Java的类的继承和实现⽅法；3、掌握多态性在类的继承中的运⽤；4、掌握接⼝的定义与使⽤；5、掌握基本异常的处理机制；6、熟悉try语句与catch语句的搭配使⽤；7、了解有异常处理与没有异常处理的差别；8、多重catch语句的使⽤；9、使⽤Throws声明异常和Throw抛出异常。

⼆、实验环境1、PC微机；2、DOS操作系统或 Windows 操作系统；3、Java sdk程序开发环境、eclipse集成环境。

三、实验内容1. 设计三个类，分别是学⽣类Student，本科⽣类UnderGraduate，研究⽣类Postjgraduate，其中Student类是⼀个抽象类，它包含学⽣的基本信息如姓名、所学课程、课程成绩等，⽽Undergraduate类和Postgraduate类都是Student类的⼦类，这两个类计算课程成绩等级的⽅法有所不同，如下表所⽰。

假设某班级⾥既有研究⽣⼜有本科⽣，编写程序统计出全班学⽣2. 和Mobilephone具体实现，并设计⼀个应⽤程序类来使⽤这些类。

3．要求设计⼀个GUI图形窗⼝程序，该程序让⽤户输⼊⼀个星期中的任意⼀天的数字1-7，然后输出该数字所对应的是星期⼏。

四、实验步骤实验内容⼀1.建⽴package experiment5_1，其最终⽬录结构如下：2.建⽴Student类：package experiment5_1;public abstract class Student {final static int CourseNo = 3;String name;String type;int[] courses;String courseGrade;public Student(String name) {/doc/1bd4a299a66e58fafab069dc5022aaea998f41e2.html = name; courses = new int[CourseNo];courseGrade = "" ;}public abstract void calculateGrade();public String getName( ) {return name;}public String getType( ) {return type ;}public String getCourseGrade( ) {return courseGrade;}public int getCourseScore(int courseNumber) {return courses[courseNumber];}public void setName(String name) {/doc/1bd4a299a66e58fafab069dc5022aaea998f41e2.html = name;}public void setType(String type) {this.type = type;}public void setCourseScore(int courseNumber, int courseScore) { //按课程索引号设置课程成绩this.courses[courseNumber] = courseScore ;}}3.建⽴外部类（1）研究⽣类Postjgraduatepackage experiment5_1;public class postgraduate extends Student {public postgraduate(String name) {super(name);type = "研究⽣";}public void calculateGrade() {// TODO Auto-generated method stubint total = 0;double average = 0;for (int i = 0; i < CourseNo; i++) {total += courses[i];};average = total / CourseNo;if (average>=90&&average<100) courseGrade = "优秀"; else if (average>=80&&average<90) courseGrade = "良好"; else if (average>=70&&average<80) courseGrade = "⼀般"; else if (average>=60&&average<70) courseGrade = "及格"; else courseGrade = "不及格";}}（2）本科⽣类UnderGraduatepackage experiment5_1;public class undergraduate extends Student {public undergraduate(String name ) {super(name);type = "本科⽣";}public void calculateGrade() {int total = 0;double average = 0;for (int i = 0; i < CourseNo; i++) {total += getCourseScore(i) ;};average = total / CourseNo;if (average>=80&&average<100) courseGrade = "优秀"; else if (average>=70&&average<80) courseGrade = "良好"; else if (average>=60&&average<70) courseGrade = "⼀般"; else if (average>=50&&average<60) courseGrade = "及格"; else courseGrade = "不及格";}}4.编写代码测试函数package experiment5_1;public class polymorphism {public static void main(String[] args) {Student[] students = new Student[5];students[0] = new undergraduate("陈建平");students[1] = new undergraduate("鲁向东");students[2] = new postgraduate("匡晓华");students[3] = new undergraduate("周丽娜");students[4] = new postgraduate("梁欣欣");for (int i=0; i<5 ;i++) {students[i].setCourseScore(0,87);students[i].setCourseScore(1,90);students[i].setCourseScore(2,78);}for (int i=0; i<5 ;i++) {students[i].calculateGrade();}System.out.println("姓名" + " 类型" +" 成绩");System.out.println("-----------------------");for (int i=0; i<5 ;i++) {System.out.println(students[i].getName( )+" "+students[i].getType( )+" "+students[i].getCourseGrade( ));}}}实验内容⼆1.建⽴package experiment5_2，其最终⽬录结构如下：2.写接⼝Soundable代码：package experiment5_2;public interface Soundable {public void increaseV olume( );public void decreaseV olume( );public void stopSound( );public void playSound( );}3.创建三个类Radio、Walkman和Mobilephone具体实现，分别添加代码：// Mobilephone类package experiment5_2;class Mobilephone implements Soundable{public void increaseV olume( ) {System.out.println("增⼤⼿机⾳量");}public void decreaseV olume( ) {System.out.println("减⼩⼿机⾳量");}public void stopSound( ) {System.out.println("关闭⼿机");}public void playSound( ) {System.out.println("⼿机发出来电铃声");}}// Walkman类package experiment5_2;class Walkman implements Soundable { public void increaseV olume( ) { System.out.println("增⼤随声听⾳量"); }public void decreaseV olume( ) { System.out.println("减⼩随声听⾳量"); }public void stopSound( ) {System.out.println("关闭随声听");}public void playSound( ) {System.out.println("随声听发出⾳乐"); }}// Radio类package experiment5_2;class Radio implements Soundable{ public void increaseV olume( ) { System.out.println("增⼤收⾳机⾳量"); }public void decreaseV olume( ) { System.out.println("减⼩收⾳机⾳量"); }public void stopSound( ) {System.out.println("关闭收⾳机");}public void playSound( ) {System.out.println("收⾳机播放⼴播"); }}4.创建people类及编写测试代码：//People类package experiment5_2;class People {public void listen(Soundable s) {s.playSound( );}}//测试代码package experiment5_2;import java.util.Scanner;public class InterfaceTest {public static void main(String[] args) {int i;People sportsman = new People( );Scanner scanner = new Scanner(System.in);Soundable[] soundDevice = new Soundable[3];//往声⾳设备数组中放⼊能发声的设备soundDevice[0] = new Radio( );soundDevice[1] = new Walkman( );soundDevice[2] = new Mobilephone();System.out.println("你想听什么? 请输⼊选择：0-收⾳机1-随声听2-⼿机");i = scanner.nextInt( );//开始听声⾳sportsman.listen(soundDevice[i]);soundDevice[i].increaseV olume( );soundDevice[i].stopSound();scanner.close();}}实验内容三1.建⽴package experiment5_3，其最终⽬录结构如下package experiment5_3;import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class DateTransf extends JFrame implements KeyListener{/****/private static final long serialVersionUID = 1L;private static DateTransf frm;private static JTextField txt;private static JTextField data;DateTransf() {setTitle("数字与星期转换");setLocation(700, 300);setSize(400,130);}public static void main(String[] args) {frm = new DateTransf();frm.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);frm.setLayout(new GridLayout(2,2));txt = new JTextField(12);data = new JTextField(12);JLabel lable1 = new JLabel("输⼊数字:");JLabel lable2 = new JLabel("星期⼏:");frm.add(lable1);txt.addKeyListener(frm);frm.add(txt);frm.add(lable2);frm.add(data);frm.setVisible(true);}public void keyPressed(KeyEvent e) {if (e.getSource() == txt) {if (e.getKeyCode() == KeyEvent.VK_ENTER) // 判断按下的键是否是回车键{try {int number = Integer.parseInt(txt.getText());switch (number) {case 1:data.setText("Mon");break;case 2:data.setText("Tue");break;case 3:data.setText("Wen");break;case 4:data.setText("Thu");break;case 5:data.setText("Fri");break;case 6:data.setText("Sat");break;case 7:data.setText("Sun");break;default:JOptionPane.showMessageDialog(null, "您输⼊的数字不是1~7","⽆效⽇期",/doc/1bd4a299a66e58fafab069dc5022aaea998f41e2.html RMATION_MESSAGE); break;}}catch (Exception e1) {// TODO: handle exceptionJOptionPane.showMessageDialog(null, "您输⼊的不是整数","⽆效⽇期",/doc/1bd4a299a66e58fafab069dc5022aaea998f41e2.html RMA TION_MESSAGE); }}}}public void keyReleased(KeyEvent e) {}public void keyTyped(KeyEvent e) {}}2.编译运⾏五、实验结果●实验内容⼀结果：●实验内容⼆结果：●实验内容三结果：六、实验⼩结1.这次实验的内容⽐较多，需要掌握Java的类和对象的声明和使⽤⽅法、Java的类的继承和实现⽅法、多态性在类的继承中的运⽤、接⼝的定义与使⽤、基本异常的处理机制、try语句与catch语句的搭配使⽤等等；2. 在实验过程中，重点是要区分好实例和类，灵活掌握类的调⽤。

软件测试实验报告异常情况下的恢复与回归测试研究摘要：软件测试是保证软件质量的关键步骤之一。

在软件测试过程中，异常情况的处理和回归测试是至关重要的环节。

本实验报告旨在研究异常情况下的恢复和回归测试方法，并通过实验验证其可行性和有效性。

实验结果表明，在异常情况下采取适当的恢复方法，并进行回归测试，能够提高软件的稳定性和可靠性。

1. 引言随着软件规模和复杂度的逐渐增加，软件测试在软件开发过程中的重要性日益突出。

软件测试的目标是发现潜在的错误和缺陷，并确保软件在不同环境和不同使用方式下的正确运行。

在实际软件测试过程中，我们不可避免地会遇到各种异常情况，如软件崩溃、性能下降等。

如何在这些异常情况下进行有效的恢复和回归测试是软件测试工程师面临的一项重要挑战。

2. 异常情况下的恢复测试方法恢复测试是指在软件发生异常情况后，通过采取合适的措施，将软件恢复到正常的运行状态，并验证其是否恢复正常。

在实际测试中，我们可以采取以下方法进行恢复测试：2.1 重启恢复重启恢复是最简单也是最常用的方法之一。

当软件发生崩溃或死锁等异常状况时，通过重启软件，通常可以将软件恢复到正常的运行状态。

然而，重启恢复可能会丢失未保存的数据，因此需要在恢复之前先对数据进行备份。

2.2 容错恢复容错恢复是通过在设计软件时引入容错机制，使软件在发生异常情况时能够自动进行恢复。

容错恢复的实现方式包括异常处理、事务回滚等。

通过引入容错机制，软件可以在异常情况下保持部分功能的运行，从而提高软件的可靠性和稳定性。

3. 回归测试方法回归测试是指在软件发生变更或进行修复后，重新执行之前的测试用例，以确保新的修改不会影响到原有的功能和性能。

在进行回归测试时，应该注意以下几点：3.1 选择合适的回归测试用例在进行回归测试时，需要选择一部分典型的测试用例作为回归测试的依据。

这些测试用例应该能够充分覆盖软件的各个功能和模块，并能够在短时间内快速执行。

3.2 自动化回归测试为了提高回归测试的效率和准确性，可以采用自动化测试工具对回归测试用例进行自动化执行。