软件设计模式和体系结构.docx
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软件设计模式和体系结构
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
实验五21
MVC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：
publicclassLuxuryCarInsuranceimplementsAutoInsurance
{
privateStringdescription;
publicStringgetInsuranceDescription（）
{
description="LuxuryCarInsurance:
\n\nLuxuryCarInsurancecoveragepays
formedicalbills"+
"lostwages,rehabilitation,treatmentand/or"+
"funeralcostsforanyoneinjuredorkilled"+
"byyourcar.Suchcoveragewillalsopayfor"+
"painandsufferingdamageswhenathird"+
"partysuccessfullysues.";
returndescription;
}
}
2、添加LuxuryCarPolicyProducer类：
publicclassLuxuryCarPolicyProducerimplementsPolicyProducer
{
publicAutoInsurancegetPolicyObj（）//Fruitfactory（）
{
returnnewLuxuryCarInsurance（）;
}
}
3、添加GUI：
（1）publicstaticfinalStringLUXURYCAR="LuxuryCarInsurance";
（2）cmbInsuranceType.addItem（LUXURYCAR）;
（3）if（type.equals（LUXURYCAR））{
pp=newLuxuryCarPolicyProducer（）;
}
【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：
publicinterfaceSemiDetacher
{
publicStringgetSemiDetacherInfo（）;
publicStringgetSemiDetacherFeatures（）;
}
2、添加SuperSemiDetacher类：
publicclassSuperSemiDetacherimplementsSemiDetacher
{
privateStringname;
publicSuperSemiDetacher（StringcName）
{
name=cName;
}
publicStringgetSemiDetacherInfo（）
{
return"superSemiDetacher.html";
}
publicStringgetSemiDetacherFeatures（）
{
return"SuperSemiDetacher";
}
}
3、添加MediumSemiDetacher类：
publicclassMediumSemiDetacherimplementsSemiDetacher
{
privateStringname;
publicMediumSemiDetacher（StringcName）
{
name=cName;
}
publicStringgetSemiDetacherInfo（）
{
return"MediumSemiDetacher.html";
}
publicStringgetSemiDetacherFeatures（）
{
return"MediumSemiDetacher";
}
}
4、添加BuildingFactory：
publicabstractSemiDetachergetSemiDetacher（）;
5、添加MediumBuildingFactory：
publicSemiDetachergetSemiDetacher（）
{
returnnewMediumSemiDetacher（"MediumSemiDetacher"）;
}
6、添加SuperBuildingFactory：
publicSemiDetachergetSemiDetacher（）
{
returnnewSuperSemiDetacher（"SuperSemiDetacher"）;
}
7、添加GUI：
（1）publicstaticfinalStringSEMIDETACHER="SemiDetacher";
（2）cmbHouseType.addItem（SEMIDETACHER）;
（3）if（type.equals（AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER））{
SemiDetachercd=bf.getSemiDetacher（）;
StringfileNm=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：
publicclassWingextendsAirUnit{
publicstaticfinalStringFEATURES="AWingwith216aircrafts";
Airforce[]fighters=newAirforce[162];
Airforce[]bombers=newAirforce[18];
Airforce[]transporters=newAirforce[18];
Airforce[]eAircrafts=newAirforce[18];
publicWing（）{
for（intk=0;k<162;k++）{
//need162fighters
}
for（intk=0;k<18;k++）{
//need18bombers
}
for（intk=0;k<18;k++）{
//need18transporters
}
for（intk=0;k<18;k++）{
//need18eAirplanes
}
}
publicStringgetDescription（）{
returnFEATURES;
}
publicStringfight（）{
returnsuper.fight（）;
}
}
2、添加GUI：
（1）privateString[]AirForceUnit={"SQUADRON","GROUP","WING"};
（2）add（1,6,airCheckBox[13]）;
（3）elseif（（m==13）&&（ckBoxStates[13]==SELECTED））{
unit=newWing（）;
airUnits.attach（unit）;
unitInfo=unit.getDescription（）;
}
【实验结果】
【实验小结】
我们这样来简单的理解组合模式，组合模式就是把一些现有的对象或者元素，经过组合后组成新的对象，新的对象提供内部方法，可以让我们很方便的完成这些元素或者内部对象的访问和操作。
我们也可以把组合对象理解成一个容器，容器提供各种访问其内部对象或者元素的API，我们只需要使用这些方法就可以操作它了。
适配器模式——客户信息验证
【实验内容】
关于例3.7的用于验证客户信息的离架产品类CusInfoValidation的功能扩展问题。
要求使用适配器模式。
【添加代码】
1、添加InformationAdapter：
publicbooleanisValidEmailAddr（StringEmailAddr）{
booleanisValid=true;
inta=0;
intb=0;
Stringns=EmailAddr.trim（）;
StringnStr=ns.replaceAll（"\\s{1,}",""）;
intlen=nStr.length（）;
if（（（（nStr.charAt（0）>='A'）&&（nStr.charAt（0）>='Z'））||
（（nStr.charAt（0）>='a'）&&（nStr.charAt（0）>='z'）））&&（len>=5））{
for（intm=0;mif（（Character.isLetter（nStr.charAt（m））==true）&&
（Character.isDigit（nStr.charAt（m））==true））{
isValid=false;
}
if（nStr.charAt（m）=='@'）{
a++;
}
if（nStr.charAt（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;
}
returnisValid;
}
else{
returnfalse;
}
}
2、添加CusInfoValidator：
publicabstractbooleanisValidEmailAddr（StringEmailAddr）;
3、添加GUI：
（1）privateJTextFieldtxtCustomerName,txtAddress,txtZip,txtCellPhone,txtSSN,
txtEmailAddr;
（2）privateJLabellblCustomerName,lblAddress,lblZip,lblCellphone,lblSSN,
lblEmailAddr;
（3）txtEmailAddr=newJTextField（20）;
（4）lblEmailAddr=newJLabel（"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）publicStringgetEmailAddr（）{
returntxtEmailAddr.getText（）;
}
（8）Stringemailaddr=getEmailAddr（）;
（9）if（cusInfo.isValidEmailAddr（emailaddr）==false）{
dataTextArea.append（"\nWrongformatofEmailAddr."）;
}
else{
dataTextArea.append（"\nCorrectformatofEmailAddr."）;
}
【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：
publicclassEllipsoidimplementsGeoForm{
privatedoubleaRadius;
privatedoublebRadius;
privatedoublecRadius;
publicEllipsoid（doubleaRadius,doublebRadius,doublecRadius）{
this.aRadius=aRadius;
this.bRadius=bRadius;
this.cRadius=cRadius;
}
publicdoublecomputeVolume（）{
doublevolume=1.3333333*3.1415926*aRadius*bRadius*cRadius;
returnvolume;
}
}
2、添加GUI：
（1）privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_a;
privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_b;
privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_c;
（2）publicstaticfinalStringELLIPSOID="Ellipsoid";
（3）cmbGeoForm.addItem（ELLIPSOID）;
（4）elseif（selection.equals（ELLIPSOID））{
Stringa_radius=txtEllipsoidRadius_a.getText（）;
Stringb_radius=txtEllipsoidRadius_b.getText（）;
Stringc_radius=txtEllipsoidRadius_c.getText（）;
doublea=Double.valueOf（a_radius）;
doubleb=Double.valueOf（b_radius）;
doublec=Double.valueOf（c_radius）;
form=newEllipsoid（a,b,c）;
}
（5）elseif（selection.equals（ELLIPSOID））
displayNewGUI（getTypePanel（ELLIPSOID））;
（6）elseif（type.equals（ELLIPSOID））{
JLabellblRadius_a=newJLabel（"InputRadiusa"）;
JLabellblRadius_b=newJLabel（"InputRadiusb"）;
JLabellblRadius_c=newJLabel（"InputRadiusc"）;
txtEllipsoidRadius_a=newJTextField（8）;
txtEllipsoidRadius_b=newJTextField（8）;
txtEllipsoidRadius_c=newJTextField（8）;
GridBagLayoutgridbag=newGridBagLayout（）;
typePanel.setLayout（gridbag）;
GridBagConstraintsgbc=newGridBagConstraints（）;
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：
publicclassSoundBoximplementsComputerParts{
publicstaticfinalStringNAME="SoundBox";
privatefinaldoublePRICE=127.00;
publicstaticfinalStringFEATURES="SoundBox.X3K";
publicStringgetName（）{
returnNAME;
}
publicdoublegetPrice（）{
returnPRICE;
}
publicStringgetDescription（）{
returnFEATURES;
}
pu
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