第3章 创建型模式实训Word下载.docx
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public
（2）createOperation（charoperator）
Operationop=null;
（3）
{
case'
+'
:
op=（4）;
break;
-'
op=（5）;
}
（6）;
classTest
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
intresult;
Operationop1=Calculator.createOperation（'
）;
op1.setNumberA（20）;
op1.setNumberB（10）;
result=（7）;
System.out.println（result）;
2.某软件公司欲开发一个数据格式转换工具，可以将不同数据源如txt文件、数据库、Excel表格中的数据转换成XML格式。
为了让系统具有更好的扩展性，在未来支持新类型的数据源，开发人员使用工厂方法模式设计该转换工具的核心类。
在工厂类中封装了具体转换类的初始化和创建过程，客户端只需使用工厂类即可获得具体的转换类对象，再调用其相应方法实现数据转换操作。
其类图如图1所示：
在图1中，ConvertorCreator是抽象工厂接口，它声明了工厂方法getConvertor（），在其子类中实现该方法，用于创建具体的转换对象；
Convertor是抽象产品接口，它声明了抽象数据转换方法transform（），在其子类中实现该方法，用于完成具体的数据转换操作。
类DBConvertor和TXTConvertor分别用于将数据库中的数据和txt文件中的数据转换为XML格式。
interfaceConvertorCreator
（1）;
interfaceConvertor
publicStringtransform（）;
classDBConvertorCreatorimplementsConvertorCreator
publicConvertorgetConvertor（）
（2）;
classTXTConvertorCreatorimplementsConvertorCreator
（3）;
}
classDBConvertorimplementsConvertor
publicStringtransform（）
//实现代码省略
classTXTConvertorimplementsConvertor
ConvertorCreatorcreator;
（4）;
creator=newDBConvertorCreator（）;
convertor=（5）;
convertor.transform（）;
如果需要针对一种新的数据源进行数据转换，该系统至少需要增加（6）个类。
工厂方法模式体现了以下哪些面向对象设计原则？
（7）。
（多选）
A.开闭原则B.依赖倒转原则C.接口隔离原则D.单一职责原则E.合成复用原则
3.某手机游戏软件公司欲推出一款新的游戏软件，该软件能够支持Symbian、Android和WindowsMobile等多个主流的手机操作系统平台，针对不同的手机操作系统，该游戏软件提供了不同的游戏操作控制类和游戏界面控制类，并提供相应的工厂类来封装这些类的初始化。
软件要求具有较好的扩展性以支持新的操作系统平台，为了满足上述需求，采用抽象工厂模式进行设计所得类图如图1所示：
在该设计方案中，具体工厂类如SymbianFactory用于创建Symbian操作系统平台下的游戏操作控制类SymbianOperationController和游戏界面控制类SymbianInterfaceController，再通过它们的业务方法来实现对游戏软件的初始化和运行控制。
interfaceAbstractFactory
publicOperationControllergetOperationController（）;
publicInterfaceControllergetInterfaceController（）;
interfaceOperationController
publicvoidinit（）;
//其他方法声明省略
interfaceInterfaceController
classSymbianFactoryimplementsAbstractFactory
publicOperationControllergetOperationController（）
（1）;
publicInterfaceControllergetInterfaceController（）
classAndroidFactory（3）
returnnewAndroidOperationController（）;
returnnewAndroidInterfaceController（）;
classSymbianOperationController（4）
publicvoidinit（）{
classAndroidOperationController（5）
classSymbianInterfaceControllerimplementsInterfaceController
classAndroidInterfaceControllerimplementsInterfaceController
AbstractFactoryaf;
（6）oc;
（7）ic;
af=newSymbianFactory（）;
oc=（8）;
ic=（9）;
oc.init（）;
ic.init（）;
如何需要在上述设计方案中增加对WindowsMobile操作系统的支持，需对该设计方案进行哪些调整，简单说明实现过程。
4.某软件公司欲开发一个音频和视频播放软件，为了给用户使用提供方便，该播放软件提供了多种界面显示模式，如完整模式、精简模式、记忆模式、网络模式等。
在不同的显示模式下主界面的组成元素有所差异，如在完整模式下将显示菜单、播放列表、主窗口、控制条等，在精简模式下只显示主窗口和控制条，而在记忆模式下将显示主窗口、控制条、收藏列表等。
现使用建造者模式设计该软件，所得类图如图1所示：
在该设计方案中，MainScreen是播放器的主界面，它是一个复合对象，包括菜单、播放列表、主窗口和控制条等成员。
ModeBuilder是一个抽象类，定义了一组抽象方法buildXXX（）用于逐步构造一个完整的MainScreen对象，getScreen（）是工厂方法，用于返回一个构造好的MainScreen对象。
ScreenModeController充当指挥者，用于指导复合对象的创建，其中construct（）方法封装了具体创建流程，并向客户类返回完整的产品对象。
classMainScreen
publicStringmenu;
publicStringplayList;
publicStringmainWindow;
publicStringcontrolBar;
（1）classModeBuilder
protectedMainScreenscreen=newMainScreen（）;
publicabstractvoidbuildMenu（）;
publicabstractvoidbuildPlayList（）;
publicabstractvoidbuildMainWindow（）;
publicabstractvoidbuildControlBar（）;
publicMainScreengetScreen（）
{
（2）;
classFullModeBuilderextendsModeBuilder
publicvoidbuildMenu（）{//实现代码省略}
publicvoidbuildPlayList（）{//实现代码省略}
publicvoidbuildMainWindow（）{//实现代码省略}
publicvoidbuildControlBar（）{//实现代码省略}
classSimpleModeBuilderextendsModeBuilder
classScreenModeController
privateModeBuildermb;
publicvoidsetModeBuilder（（3））
this.mb=mb;
publicMainScreenconstruct（）
MainScreenms;
mb.buildMenu（）;
mb.buildPlayList（）;
mb.buildMainWindow（）;
mb.buildControlBar（）;
ms=（4）;
returnms;
ScreenModeControllersmc=（5）;
ModeBuildermb;
mb=newFullModeBuilder（）;
//构造完整模式界面
MainScreenscreen;
smc.setModeBuilder（（6））;
screen=（7）;
System.out.println（screen.menu）;
//其他代码省略
5.某数据处理软件需要增加一个图表复制功能，在图表对象中包含一个数据集对象，用于封装待显示的数据，可以通过界面的“复制”按钮将该图表复制一份，复制后可以得到新的图表对象，用户可以修改新图表的编号、颜色和数据。
现使用原型模式设计该软件，所得类图如图1所示：
在该设计方案中，DataChart类包含一个DataSet对象，在复制DataChart对象的同时将复制DataSet对象，因此需要使用深克隆技术，可使用流来实现深克隆。
importjava.io.*;
classDataSetimplementsSerializable
{//具体实现代码省略}
classColorimplementsSerializable
classDataChartimplementsSerializable
privateDataSetds=newDataSet（）;
privateColorcolor=newColor（）;
privateintno;
//成员属性的Getter方法和Setter方法省略
publicvoiddisplay（）{
//具体实现代码省略
//使用流实现深克隆，复制容器的同时复制成员
public
（1）deepClone（）throwsIOException,ClassNotFoundException,OptionalDataException
//将对象写入流中
ByteArrayOutputStreambao=newByteArrayOutputStream（）;
ObjectOutputStreamoos=new
（2）;
oos.writeObject（（3））;
//将对象从流中取出
ByteArrayInputStreambis=newByteArrayInputStream（bao.toByteArray（））;
ObjectInputStreamois=new（4）;
return（（5））;
DataChartchart1,chart2=null;
chart1=newDataChart（）;
try{
chart2=（DataChart）chart1.deepClone（）;
catch（Exceptione）{
e.printStackTrace（）;
System.out.println（chart1==chart2）;
System.out.println（chart1.getDs（）==chart2.getDs（））;
System.out.println（chart1.getNo（）==chart2.getNo（））;
编译并运行上述代码，输出结果为：
（6）、（7）、（8）。
在本实例中，DataChart类和DataSet类需要实现Serializable接口的原因是（9）。
6.为了避免监控数据显示不一致并节省系统资源，在某监控系统的设计方案中提供了一个主控中心类，该主控中心类使用单例模式进行设计，类图如图1所示：
在图1中，主控中心类MainControllerCenter是单例类，它包含一系列成员对象并可以初始化、显示和销毁成员对象，对应的方法分别为
init（）、load（）和destroy（），此外还提供了静态工厂方法getInstance（）用于创建MainControllerCenter类型的单例对象。
classMainControllerCenter
privateMenumenu;
//主控中心菜单
privateToolBartb;
//主控中心工具栏
privateMainFormmf;
//主控中心主窗口
private
（1）MainControllerCentermcc;
（2）MainControllerCenter{
publicvoidinit（）
menu=newMenu（）;
tb=newToolBar（）;
mf=newMainForm（）;
publicvoidload（）
menu.display（）;
tb.display（）;
mf.display（）;
publicvoiddestroy（）
menu.destroy（）;
tb.destroy（）;
mf.destroy（）;
publicstaticMainControllerCentergetInstance（）
if（mcc==null）
（3）;
returnmcc;
MainControllerCentermcc1,mcc2;
mcc1=MainControllerCenter.getInstance（）;
mcc2=MainControllerCenter.getInstance（）;
System.out.println（mcc1==mcc2）;
//其他代码省略
编译并运行上述代码，输出结果为（4）。
在本实例中，使用了（5）（填写懒汉式或饿汉式）单例模式，其主要优点是（6），主要缺点是（7）。
3.3.3综合题
1.使用简单工厂模式模拟女娲（Nvwa）造人（Person），如果传入参数“M”，则返回一个Man对象，如果传入参数“W”，则返回一个Woman对象，用Java语言实现该场景。
现需要增加一个新的Robot类，如果传入参数“R”，则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意“女娲”的变化。
2.现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器（ImageReader），如GIF图片读取器（GifReader）用于读取GIF格式的图片、JPG图片读取器（JpgReader）用于读取JPG格式的图片。
图片读取器对象通过图片读取器工厂ImageReaderFactory来创建，ImageReaderFactory是一个抽象类，用于定义创建图片读取器的工厂方法，其子类GifReaderFactory和JpgReaderFactory用于创建具体的图片读取器对象。
使用工厂方法模式实现该程序的设计。
3.计算机包含内存（RAM）、CPU等硬件设备，根据下面的“产品等级结构-产品族”示意图，使用抽象工厂模式实现计算机设备创建过程并绘制相应的类图。
4.电脑组装工厂可以将CPU、内存、硬盘、主机、显示器等硬件设备组装在一起构成一台完整的电脑，且构成的电脑可以是笔记本，也可以是台式机，还可以是不提供显示器的服务器主机。
对于用户而言，无须关心电脑的组成设备和组装过程，工厂返回给用户的是完整的电脑对象。
使用建造者模式实现电脑组装过程，要求绘制类图并编程实现。
5.设计一个客户类Customer，其中客户地址存储在地址类Address中，用浅克隆和深克隆分别实现Customer对象的复制并比较这两种克隆方式的异同。
绘制类图并编程实现。
6.使用单例模式的思想实现多例模式，确保系统中某个类的对象只能存在有限个，如两个或三个，设计并编写代码实现一个多例类。
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