面向对象系统分析和设计综合实验报告4.docx
《面向对象系统分析和设计综合实验报告4.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《面向对象系统分析和设计综合实验报告4.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
面向对象系统分析和设计综合实验报告4
实验名称：
实验4设计模型实验2学期：
2017-2018学年第二学期
一、实验目的
1．熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构；
2．熟练使用面向对象编程语言（JAVA或C++）实现几种常见的设计模式，包括单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。
二、实验要求
1.选择合适的面向对象设计原则对系统进行重构，正确无误地绘制重构之后的类图；
2.结合实例，正确无误地绘制单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式的结构图；
3.实现单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，代码运行正确无误。
三、实验内容
1.现实生活中，居民身份证号码具有唯一性，同一个人不允许有多个身份证号码，第一次申请身份证时将号码分配给居民，如果之后因为遗失等原因补办时，还是使用原来的身份证号码，不会产生新号码，现使用单例模式模拟该场景。
1）类图
2）实现代码：
publicclassIdClient{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
IdentityCardNo.getInstance（）;
IdentityCardNo.getInstance（）;
}
}
packageRefactoring1;
publicclassIdentityCardNo{
privatestaticIdentityCardNoinstance;
privateStringno;
privateIdentityCardNo（）{
}
publicstaticIdentityCardNogetInstance（）{
if（instance==null）{
System.out.println（"第一次办理身份证，分配新号码"）;
instance=newIdentityCardNo（）;
instance.setNo（"No6000654321"）;
System.out.println（"身份证号码为：
"+instance.getNo（））;
}else{
System.out.println（"重复办理身份证,获取旧号码！
"）;
}
returninstance;
}
publicStringgetNo（）{
returnno;
}
publicvoidsetNo（Stringno）{
this.no=no;
}
}
2.每一麻将局都有两个骰子，因此骰子就应当是双例类。
现使用多例模式模拟该场景。
1）类图
2）实现代码：
importjava.util.Date;
importjava.util.Random;
publicclassDice{
privatestaticDicedie1=newDice（）;
privatestaticDicedie2=newDice（）;
privateDice（）{
}
publicstaticDicegetInstance（intwhichOne）{
if（whichOne==1）{
returndie1;
}else{
returndie2;
}
}
publicsynchronizedintdice（）{
Dated=newDate（）;
Randomr=newRandom（d.getTime（））;
intvalue=r.nextInt（）;
value=Math.abs（value）;
value=value%6;
value+=1;
returnvalue;
}
}
importjava.util.Random;
importjava.util.Date;
publicclassDiceClient{
privatestaticDicedie1,die2;
publicstaticvoidmain（String[]args）{
die1=Dice.getInstance
（1）;
die2=Dice.getInstance
（2）;
System.out.println（"第一骰子骰出:
"+die1.dice（））;
System.out.println（"第二骰子骰出:
"+die2.dice（））;
}
}
3.某软件公司为某电影院开发了一套影院售票系统，在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票（MovieTicket）打折（Discount）方式，具体打折方案如下：
✧学生凭学生证可享受票价8折优惠；
✧年龄在10周岁及以下的儿童可享受每张票减免10元的优惠（原始票价需大于等于20元）；
✧影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。
该系统在将来可能还要根据需要引入新的打折方式。
试使用策略模式设计并编程模拟实现该影院售票系统。
1）类图
2）实现代码：
publicinterfaceDiscount{
publicdoublecalculate（doubleprice）;
}
publicclassMovieTicket{
privatedoubleprice;
privateDiscountdiscount;//维持一个对抽象折扣类的引用
publicvoidsetPrice（doubleprice）{
this.price=price;
}
//注入一个折扣类对象
publicvoidsetDiscount（Discountdiscount）{
this.discount=discount;
}
publicdoublegetPrice（）{
//调用折扣类的折扣价计算方法
returndiscount.calculate（this.price）;
}
}
//VIP会员票折扣类：
具体策略类
publicclassVIPDiscountimplementsDiscount{
publicdoublecalculate（doubleprice）{
System.out.println（"VIP票：
"）;
System.out.println（"增加积分！
"）;
returnprice*0.5;
}
}
//学生票折扣类：
具体策略类
publicclassStudentDiscountimplementsDiscount{
publicdoublecalculate（doubleprice）{
System.out.println（"学生票：
"）;
returnprice*0.8;
}
}
//儿童票折扣类：
具体策略类
publicclassChildrenDiscountimplementsDiscount{
publicdoublecalculate（doubleprice）{
System.out.println（"儿童票：
"）;
returnprice-10;
}
}
publicclassMoviceClient{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
MovieTicketmt=newMovieTicket（）;
doubleoriginalPrice=60.0;
doublecurrentPrice;
mt.setPrice（originalPrice）;
System.out.println（"原始价为：
"+originalPrice）;
System.out.println（"---------------------------------"）;
Discountdiscount=newVIPDiscount（）;//vip用户
mt.setDiscount（discount）;//注入折扣对象
currentPrice=mt.getPrice（）;
System.out.println（"折后价为：
"+currentPrice）;
discount=newStudentDiscount（）;//学生用户
mt.setDiscount（discount）;//注入折扣对象
currentPrice=mt.getPrice（）;
System.out.println（"折后价为：
"+currentPrice）;
discount=newChildrenDiscount（）;//儿童用户
mt.setDiscount（discount）;//注入折扣对象
currentPrice=mt.getPrice（）;
System.out.println（"折后价为：
"+currentPrice）;
}
}
3）实现结果:
4.某软件公司欲开发一款飞机模拟系统，该系统主要模拟不同种类飞机的飞行特征与起飞特征，需要模拟的飞机种类及其特征如表1所示：
表1飞机种类及特征一览表
飞机种类
起飞特征
飞行特征
直升机（Helicopter）
垂直起飞（VerticalTakeOff）
亚音速飞行（SubSonicFly）
客机（AirPlane）
长距离起飞（LongDistanceTakeOff）
亚音速飞行（SubSonicFly）
歼击机（Fighter）
长距离起飞（LongDistanceTakeOff）
超音速飞行（SuperSonicFly）
鹞式战斗机（Harrier）
垂直起飞（VerticalTakeOff）
超音速飞行（SuperSonicFly）
为将来能够模拟更多种类的飞机，试采用策略模式设计并模拟实现该飞机模拟系统。
1）类图
2）实现代码：
publicclassplane{
privatestatestate;//状态
publicvoidsettakeoffFeatures（statetFeatures）{
this.state=tFeatures;
}
publicvoidsetplanetype（Stringtype）{
if（type=="直升机"）
state=newHelicopter（）;
elseif（type=="客机"）{
state=newAirPlane（）;
}
elseif（type=="歼击机"）{
state=newFighter（）;
}
elseif（type=="鹞式战斗机"）{
state=newHarrier（）;
}
else{
state=null;
}
}
publicvoidtakeoff（）{
state.takeOff（）;
}
publicvoidfly（）{
state.fly（）;
}
}
publicclassAirPlaneimplementsstate{
@Override
publicStringtakeOff（）{
System.out.println（"长距离起飞"）;
return"长距离起飞";
}
@Override
publicStringfly（）{
System.out.println（"亚音速飞行"）;
return"亚音速飞行";
}
}
publicclassFighterimplementsstate{
@Override
publicStringtakeOff（）{
System.out.println（"长距离起飞"）;
return"长距离起飞";
}
@Override
publicStringfly（）{
System.out.println（"超亚音速飞行"）;
return"超音速飞行";
}
}
publicclassHarrierimplementsstate{
@Override
publicStringtakeOff（）{
System.out.println（"垂直起飞"）;
return"垂直起飞";
}
@Override
publicStringfly（）{
System.out.println（"超亚音速飞行"）;
return"超音速飞行";
}
}
publicclassHelicopterimplementsstate{
@Override
publicStringtakeOff（）{
System.out.println（"垂直起飞"）;
return"垂直起飞";
}
@Override
publicStringfly（）{
System.out.println（"亚音速飞行"）;
return"亚音速飞行";
}
}
publicinterfacestate{
publicStringtakeOff（）;//起飞
publicStringfly（）;//飞行
}
publicclassClient{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
planeplane=newplane（）;
plane.setplanetype（"歼击机"）;
plane.takeoff（）;
plane.fly（）;
}
}
3）实现结果：
5.儿子、妈妈、父亲三人合作画一幅画，儿子负责画出一朵花的轮廓，妈妈负责涂上颜色、父亲负责将画裱在画框里。
现请使用装饰模式模拟这个过程。
1）类图
2）实现代码：
publicinterfacepainting{
publicStringDraw（）;
}
publicclassSonimplementspainting{
@Override
publicStringDraw（）{
System.out.println（"儿子用笔画出了花的轮廓"）;
return"儿子用笔画出了花的轮廓";
}
}
publicclassFatherimplementspainting{
privatepaintingpainting;//被装饰者
publicFather（paintingpainting）{
this.painting=painting;
}
privateFather（）{}
publicvoidpaint（）{
//爸爸装饰者做的职责
System.out.println（"爸爸正在做上画框前的准备工作"）;
painting.Draw（）;//爸爸装饰者做职责
System.out.println（"父亲将画裱在画框里"）;
}
@Override
publicStringDraw（）{
System.out.println（"父亲将画裱在画框里"）;
return"父亲将画裱在画框里";
}
}
publicclassMotherimplementspainting{
privatepaintingpainting;//被装饰者
publicMother（paintingpainting）{
this.painting=painting;
}
privateMother（）{}
publicvoidpaint（）{
System.out.println（"妈妈正在做给画上颜色前的准备工作。
"）;
painting.Draw（）;//妈妈装饰者做的职责
System.out.println（"妈妈给画上好了颜色"）;
}
@Override
publicStringDraw（）{
System.out.println（"妈妈给画上好了颜色"）;
return"妈妈给画上好了颜色";
}
}
publicclassClient{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
paintingpainting=newSon（）;
painting.Draw（）;
painting=newMother（painting）;
painting.Draw（）;
painting=newFather（painting）;
painting.Draw（）;}
}
3）实现结果：
6.某公司想通过网络传输数据，但是担心文件被窃取。
他们的所有数据都采用字符的方式传送。
现在他们开发了一个数据加密模块，可以对字符串进行加密，以便数据更安全地传送。
最简单的加密算法通过对字母向后移动6位来实现，同时还提供了稍复杂的逆向输出加密，还提供了更为高级的求模加密，让每一位与6求模。
用户先使用最简单的加密算法对字符串进行加密，再对加密之后的结果使用复杂加密算法进行二次加密，再对二次加密结果用高级加密算法进行第三次加密。
现请使用装饰模式模拟这个过程。
1）类图
2）实现代码：
publicclassConcreteEncryptimplementsEncryptComponet{
privateEncryptComponetencryptComponet;
publicConcreteEncrypt（EncryptComponetencryptComponet）{
super（）;
this.encryptComponet=encryptComponet;
}
publicvoidencrypt（）{
encryptComponet.encrypt（）;
}
}
publicinterfaceEncryptComponet{
publicabstractvoidencrypt（）;
}
publicclassRawDataimplementsEncryptComponet{
publicvoidencrypt（）{
System.out.println（"这是要发送的数据"）;
}
}
publicclassReversEncryptimplementsEncryptComponet{
publicReversEncrypt（EncryptComponetencryptComponet）{
addReservesEncrypt（）;
}
privatevoidaddReservesEncrypt（）{
System.out.println（"反向加密"）;
}
@Override
publicvoidencrypt（）{
}
}
publicclassSuperEncryptimplementsEncryptComponet{
publicSuperEncrypt（EncryptComponetencryptComponet）{
addSuperEncrypt（）;
}
privatevoidaddSuperEncrypt（）{
System.out.println（"最高加密算法"）;
}
@Override
publicvoidencrypt（）{
}
}
publicclassTranslateEncryptimplementsEncryptComponet{
publicTranslateEncrypt（EncryptComponetencryptComponet）{
addTranslateEncrypt（）;
}
privatevoidaddTranslateEncrypt（）{
System.out.println（"移动加密"）;
}
@Override
publicvoidencrypt（）{
}
}
publicclassClient{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
EncryptComponets0,s1,s2,s3;
s0=newRawData（）;
s1=newTranslateEncrypt（s0）;
s2=newReversEncrypt（s1）;
s3=newSuperEncrypt（s2）;
s3.encrypt（）;
}
}
7.现需要设计一个可以模拟各种动物行为的机器人，在机器人中定义了一系列方法，如机器人叫喊方法cry（）、机器人移动方法move（）等。
如果希望在不修改已有代码的基础上使得机器人能够像狗一样叫，像狗一样跑，使用适配器模式进行系统设计。
1）类图
2）实现代码
publicinterfaceRobot{
publicvoidcry（）;
publicvoidmove（）;
}
publicclassDog{
publicvoidbarks（）{
System.out.println（"狗在叫"）;
}
publicvoidrun（）{
System.out.println（"狗在跑"）;
}
}
publicclassDogadapterextendsDogimplementsRobot{
@Override
publicvoidcry（）{
barks（）;
}
@Override
publicvoidmove（）{
run（）;
}
}
publicclassClient{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
Dogadap
升级会员 