软件设计模式与体系结构

计算机科学与技术学院软件设计模式与体系结构课程作业（一） （2016/2017学年 第二学期）学生姓名： 雷 君学生专业： 软件工程学生班级： 142601学生学号： 201426170108指导教师： 王 飞 目 录实验一1工厂方法模式汽车保险1抽象工厂方法模式房屋信息3实验二6组合模式空军指挥系统6适配器模式客户信息验证8实验三11桥接模式几何立体体积11访问者模式计算机部件销售软件14实验四17策略模式整数排序17状态模式交通信号灯19实验五21MVC软件体系结构21实验一工厂方法模式汽车保险【实验内容】 在例2.3的汽车保险管理应用程序实例上添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且，该类要与其他的类一样能执行相应的功能。【添加代码】1、 添加LuxuryCarInsurance类： public class LuxuryCarInsurance implements AutoInsurance private String description; public String getInsuranceDescription() description = LuxuryCarInsurance: nnLuxuryCarInsurance coverage pays for medical bills + lost wages, rehabilitation, treatment and/or + funeral costs for anyone injured or killed + by your car. Such coverage will also pay for + pain and suffering damages when a third + party successfully sues. ; return description; 2、 添加LuxuryCarPolicyProducer类： public class LuxuryCarPolicyProducer implements PolicyProducer public AutoInsurance getPolicyObj() /Fruit factory() return new LuxuryCarInsurance(); 3、 添加GUI： （1）public static final String LUXURYCAR = LuxuryCar Insurance; （2）cmbInsuranceType.addItem(LUXURYCAR); （3）if (type.equals(LUXURYCAR) pp=new LuxuryCarPolicyProducer(); 【实验结果】 【实验小结】使用工厂方法访问并且初始化合适的类的对象，简化了应用程序，应用程序本身不再含有大量的条件语句判定何时选取哪个类。其次，工厂方法实现了一些特殊的某个类的机制，尤其是层次结构不同的类需要不同的初始化方法的时候。抽象工厂方法模式房屋信息【实验内容】 在例2.4中设计并且实现了豪华（Super）和中等（Medum）别墅（House）和公寓（Condo）的查询。要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），并且编写代码实现相应的查询功能。【添加代码】1、添加SemiDetacher类： public interface SemiDetacher public String getSemiDetacherInfo(); public String getSemiDetacherFeatures(); 2、 添加SuperSemiDetacher类： public class SuperSemiDetacher implements SemiDetacher private String name; public SuperSemiDetacher(String cName) name = cName; public String getSemiDetacherInfo() return superSemiDetacher.html; public String getSemiDetacherFeatures() return Super SemiDetacher ; 3、添加MediumSemiDetacher类： public class MediumSemiDetacher implements SemiDetacher private String name; public MediumSemiDetacher(String cName) name = cName; public String getSemiDetacherInfo() return MediumSemiDetacher.html; public String getSemiDetacherFeatures()return Medium SemiDetacher ; 4、 添加BuildingFactory： public abstract SemiDetacher getSemiDetacher();5、添加MediumBuildingFactory： public SemiDetacher getSemiDetacher() return new MediumSemiDetacher(Medium SemiDetacher); 6、 添加SuperBuildingFactory： public SemiDetacher getSemiDetacher() return new SuperSemiDetacher(Super SemiDetacher); 7、添加GUI： （1）public static final String SEMIDETACHER = SemiDetacher; （2）cmbHouseType.addItem(SEMIDETACHER); （3）if (type.equals(AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER) SemiDetacher cd = bf.getSemiDetacher(); String fileNm = cd.getSemiDetacherInfo(); putHouseInfoToScreen(fileNm); 【实验结果】 【实验小结】 当客户对象要从一个相关的产品组中创建一个对象，而没有必要知道到底要创建哪个对象时，可以使用抽象工厂模式。如果不使用抽象工厂模式，创建对象的条件语句将会出现在客户程序的许多地方，程序的克维护性差。抽象工厂模式帮助程序员避免了以上所述的重复的、复杂的条件语句，提供必要的创建对象的接口。实验二组合模式空军指挥系统【实验内容】 在例3.3的设计中，添加一个空军大队（Wing）类，该类与Squadron、Group类是平行的，因此应该继承了AirUnit类。该类的写法与Squadron或者Group类是类似的，所不同的是一个Wing有216中类型的飞机。【添加代码】1、 添加Wing类： public class Wing extends AirUnit public static final String FEATURES = A Wing with 216 aircrafts; Airforce fighters = new Airforce162; Airforce bombers = new Airforce18; Airforce transporters= new Airforce18; Airforce eAircrafts = new Airforce18; public Wing() for(int k=0;k162;k+) / need 162 fighters for(int k=0;k18;k+) / need 18 bombers for(int k=0;k18;k+) / need 18 transporters for(int k=0;k=A)&(nStr.charAt(0) =Z)| (nStr.charAt(0) =a)&(nStr.charAt(0) =z) & (len=5) ) for(int m=0; m=0&nStr.charAt(m)=9) b+; if(m=0)&(Character.isLetter(nStr.charAt(m)=false) isValid=false; if(a!=1) isValid=false; if(b=0) isValid=false; return isValid; else return false; 2、 添加CusInfoValidator： public abstract boolean isValidEmailAddr(String EmailAddr);3、添加GUI： （1）private JTextField txtCustomerName, txtAddress,txtZip,txtCellPhone,txtSSN,txtEmailAddr; （2）private JLabel lblCustomerName, lblAddress,lblZip, lblCellphone, lblSSN, lblEmailAddr; （3）txtEmailAddr=new JTextField(20); （4）lblEmailAddr= new JLabel(EmailAddr :); （5）UIPanel.add(lblEmailAddr); UIPanel.add(txtEmailAddr); （6）gridbag.setConstraints(lblEmailAddr, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 5; gridbag.setConstraints(txtEmailAddr, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 6; （7）public String getEmailAddr() return txtEmailAddr.getText(); （8）String emailaddr = getEmailAddr(); （9）if(cusInfo.isValidEmailAddr(emailaddr)=false) dataTextArea.append(nWrong format of EmailAddr.); else dataTextArea.append(nCorrect format of EmailAddr.); 【实验结果】 【实验小结】 通过适配器，客户端可以调用同一接口，因而对客户端来说是透明的。这样做更简单、更直接、更紧凑；复用了现存的类，解决了现存类和复用环境要求不一致的问题；将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类重用现有的适配者类，而无需修改原有代码；一个对象适配器可以把多个不同的适配者类适配到同一个目标，也就是说，同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。对于对象适配器来说，更换适配器的实现过程比较复杂。实验三桥接模式几何立体体积【实验内容】在例3.14中的设计实验层次类部分中，添加Ellipsoid（椭球）类，并且实现针对椭球体积的计算。【添加代码】1、添加椭球类： public class Ellipsoid implements GeoForm private double aRadius; private double bRadius; private double cRadius; public Ellipsoid (double aRadius, double bRadius, double cRadius) this.aRadius = aRadius; this.bRadius = bRadius; this.cRadius = cRadius; public double computeVolume() double volume = 1.3333333*3.1415926* aRadius* bRadius* cRadius; return volume; 2、添加GUI：（1）private JTextField txtEllipsoidRadius_a; private JTextField txtEllipsoidRadius_b; private JTextField txtEllipsoidRadius_c; （2）public static final String ELLIPSOID = Ellipsoid;（3）cmbGeoForm.addItem(ELLIPSOID);（4）else if(selection.equals(ELLIPSOID) ) String a_radius = txtEllipsoidRadius_a.getText(); String b_radius = txtEllipsoidRadius_b.getText(); String c_radius = txtEllipsoidRadius_c.getText(); double a = Double.valueOf(a_radius); double b =Double.valueOf(b_radius); double c = Double.valueOf(c_radius); form = new Ellipsoid(a, b, c);（5）else if(selection.equals(ELLIPSOID) ) displayNewGUI( getTypePanel(ELLIPSOID);（6）else if(type.equals(ELLIPSOID) JLabel lblRadius_a = new JLabel(Input Radius a); JLabel lblRadius_b = new JLabel(Input Radius b); JLabel lblRadius_c = new JLabel(Input Radius c); txtEllipsoidRadius_a = new JTextField(8); txtEllipsoidRadius_b = new JTextField(8); txtEllipsoidRadius_c = new JTextField(8); GridBagLayout gridbag = new GridBagLayout(); typePanel.setLayout(gridbag); GridBagConstraints gbc = new GridBagConstraints(); typePanel.add(lblRadius_a); typePanel.add(lblRadius_b); typePanel.add(lblRadius_c); typePanel.add(txtEllipsoidRadius_a); typePanel.add(txtEllipsoidRadius_b); typePanel.add(txtEllipsoidRadius_c); typePanel.add(lblMeasure); typePanel.add(cmbMeasure); gbc.insets.top = 5; gbc.insets.bottom = 5; gbc.insets.left = 1; gbc.insets.right = 8; gbc.anchor = GridBagConstraints.WEST; gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 0; gridbag.setConstraints(lblRadius_a, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 0; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_a, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 1; gridbag.setConstraints(lblRadius_b, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 1; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_b, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 2; gridbag.setConstraints(lblRadius_c, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 2; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_c, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 3; gridbag.setConstraints(lblMeasure, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 3; gridbag.setConstraints(cmbMeasure, gbc); 【实验结果】【实验小结】 通过这次实验我们大概理解了桥接模式，通过关联“抽象层次类”与“具体层次类”这一桥梁，将表示两个维度的层类（数据结构）粘贴在一起，形成更大的数据结构，而这种变化又不会对现有的类产生影响，这种思路的终极想法是将软件设计的抽象部分与实现部分分离，使它们都可以独立的变化。访问者模式计算机部件销售软件【实验内容】 在例4.5的设计中添加一个类SoundBox。该类实现接口ComputerParts，并且其他的计算机部件的类的结构类似。【添加代码】1、添加SoundBox类： public class SoundBox implements ComputerParts public static final String NAME = SoundBox;private final double PRICE = 127.00;public static final String FEATURES = SoundBox. X3K;public String getName()return NAME;public double getPrice() return PRICE; public String getDescription() return FEATURES;public void accept(Visitor v) System.out.println(SoundBox has been visited.); v.visitSoundBox (this); 2、 添加GUI: （1）String compParts= Case,Motherboard,Microprocessor,Memory, DriveController,VideoCard,Fan,PowerSupply, HardDiskDrive,CDDrive,DVDDevice,Monitor, Keyboard,Mouse,SoundBox,Assembly,WholePC; （2）for(int k=11; k17; k+) add(0, k, cPartsk); （3）else if (source = cParts14) states14 = state; else if (source = cParts15) if(state = SELECTED) cParts1.setSelected(true); cParts8.setSelected(true); else if (state = DESELECTED) cParts1.setSelected(false); cParts8.setSelected(false); states15=state; else if (source = cParts16) if(state = SELECTED) cParts0.setSelected(true); for(int k=11; k15; k+) cPartsk.setSelected(true); else if (state = DESELECTED) cParts0.setSelected(false); for(int k=11; k15; k+) cPartsk.setSelected(false); states16=state; （4）else if (m=14) & (states14 = SELECTED) part = new SoundBox(); msg.add(SoundBox); 3、添加Visitor： public abstract void visitSoundBox (SoundBox e);4、 添加PriceVisitor： public void visitSoundBox (SoundBox e)price = e.getPrice();partsPrices.add(new Double(price);total += price; 5、添加PartsInfoVisitor： public void visitSoundBox (SoundBox e)partInfo = e.getDescription();allOders = allOders + n + partInfo;【实验结果】【实验小结】 通过此次实验让我们更加深刻的理解了访问者模式，它在处理数据结构较稳定，但是作用于其上的操作需要经常变化的问题时时非常有效的，因此可以在不改变该结构体中的类的基础上定义一个新的操作，这个实验就是如此，我们只需要添加新的类，然后调用accept(pv)方法就可以。实验四策略模式整数排序【实验内容】在例4.13的设计中的排序策略部分，添加一个类BidirectionaBubbleSort，进行“双向冒泡法排序”，以便扩展该排序系统的功能。为了实现扩展功能，需要相应地修改Context类与客户图形界面类StrategyGUI。【添加代码】1、 添加BidirBubbleSort类： public class BidirBubbleSort implements SortAlgorithm public int sort(int nums,Context ct) ct.startExecution(); int j; int limit = nums.length; int st = -1; while(st limit) boolean flipped = false; st+; limit-; for(j = st; j numsj + 1) int T = numsj; numsj = numsj + 1; numsj + 1 = T; flipped = true; if(!flipped) ct.endExecution(); return nums; for(j = limit; -j = st;) if(numsj numsj + 1) int T = numsj; numsj = numsj + 1; numsj + 1 = T; flipped = true; if(!flipped) ct.endExecution(); return nums; ct.endExecution(); return nums; 2、 添加GUI： （1）public static final String BidirBubble= BidirBubbleSort; （2）cmbAlgorithm.addItem(BidirBubble); （3）if (type.equals(BidirBubble) sa = new BidirBubbleSort(); 【实验结果】【实验小结】 通过此次实验让我们更加理解了策略模式的优势，实现了高内聚低耦合，它的应用场景是当有多个仅在行为上不同但是相关的类存在时，采用策略模式提供一个为一个类配置多种行为之一的方法。此时增加双向冒泡排序法时，不需要修改Context类的代码，只需要修改客户类（StrategyGUI）。状态模式交通信号灯【实验内容】在例4.16的设计中的交通信号灯状态部分，添加一个类BlueLight，进行红绿黄蓝红的状态变化，以便扩展该交通信号灯系统的状态。【添加代码】1、添加BlueLight类： import java.awt.Color; public class BlueLight extends TrafficLight public BlueLight() state = BLUE; public Color setColor() return Color.blue;public void performTask() Surveillance.takePictures(); Surveillance.doStatistics(); changeState();public void changeState() state = RED; TrafficLight stateObj = new RedLight(); cxt.setStateObj(stateObj); 2、 添加TrafficLight： protected final String BLUE = Blue;3、添加YellowLight： state = BLUE; TrafficLight stateObj = new BlueLight();【实验结果】【实验小结】 通过此次实验让我们理解了策略模式和状态模式的区别与联系，联系是将控制状态变化的类单独分装在一个类中，把它们独立出来，不要和那些不需要变化的代码混合在一起，这和策略模式相似。不同的是状态模式考虑的是状态的变化，状态迁移是一个核心内容；然而，在选择策略时，迁移与此毫无关系。另外，策略模式允许一个客户选择或提供一种策略，而这种思想在状态模式中完全没有，等等。实验五MVC软件体系结构【实验内容】在例6.25中，在类CarModel中添加拍价验证功能，即一旦给出一个竞拍价，则下一个出价只能高于这个竞拍价为有效拍价。【添加代码】 private String currentBitPrices=0; private String preBitPrices=0; public void setBitPrice(String bPrice) bitPrice = ; bitPrice = bitPrice + bPrice; currentBitPrices=bPrice;public void validateAuctionPrice()if(currentBitPrices.compareTo(preBitPrices)0)bitPrice = ;bitPrice=illegal bit price;else preBitPrices=currentBitPrices;【实验结果】【实验小结】通过这次MVC的实验，了解到无论是在层次体系结构中，还是在MVC体系结构中，都可以在应用层与显示层之间或者在Model与View之间使用观察者模式，将应用层或者Model作为被观察者，将显示层或者View作为观察者。其目的是一旦应用层或者是Model的状态改变的时候，及时通知作为观察者的显示层或View，以便及时刷新用户图形界面。23