仲恺软件设计模式实验指导书讲解.docx
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仲恺软件设计模式实验指导书讲解
设计模式实验指导
一、实验目的
使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现几种常用的设计模式，加深对这些模式的理解，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式等12种模式。
二、实验内容
根据以下的文档描述要求，使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现以下设计模式，包括根据实例绘制相应的模式结构图、编写模式实现代码，运行并测试模式实例代码。
（1）、简单工厂模式
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，请实现该场景。
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）、工厂方法模式
海尔工厂（Haier）生产海尔空调（HaierAirCondition），美的工厂（Midea）生产美的空调（MideaAirCondition）。
使用工厂方法模式描述该场景，绘制类图并编程实现。
（3）、抽象工程模式
电脑配件生产工厂生产内存、CPU等硬件设备，这些内存、CPU的品牌、型号并不一定相同，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电脑配件生产过程并绘制相应的类图，绘制类图并编程实现。
（4）、单例模式
用懒汉式单例实现在某系统运行时，其登录界面类LoginForm只能够弹出一个，如果第二次实例化该类则提示“程序已运行”。
绘制类图并编程实现。
提示:
不要求做界面，用类模拟界面就可以了。
（5）、组合模式
使用组合模式设计一个杀毒软件（AntiVirus）的框架，该软件既可以对某个文件夹（Folder）杀毒，也可以对某个指定的文件（File）进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、音频视频文件MediaFile。
绘制类图并编程实现。
（6）、适配器模式
现有一个接口DataOperation定义了排序方法sort（int[]）和查找方法search（int[],int），已知类QuickSort的quickSort（int[]）方法实现了快速排序算法，类BinarySearch的binarySearch（int[],int）方法实现了二分查找算法。
现使用适配器模式设计一个系统，在不修改源代码的情况下将类QuickSort和类BinarySearch的方法适配到DataOperation接口中。
绘制类图并编程实现。
（要求实现快速排序和二分查找）
（7）、装饰模式
某图书管理系统中，书籍类（Book）具有借书方法borrowBook（）和还书方法returnBook（）。
现需要动态给书籍对象添加冻结方法freeze（）和遗失方法lose（）。
使用装饰模式设计该系统，绘制类图并编程实现。
（8）、外观模式
在电脑主机（Mainframe）中，只需要按下主机的开机按钮（on（）），即可调用其他硬件设备和软件的启动方法，如内存（Memory）的自检（check（）），CPU的运行（run（）），硬盘（HardDisk）的读取（read（）），操作系统（OS）的载入（load（））等，如果某一过程发生错误则电脑启动失败。
使用外观模式模拟该过程，绘制类图并编程实现。
（9）、命令模式
某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。
系统提供一个主菜单（Menu），在主菜单中包含了一些菜单项（MenuItem），可以通过Menu类的addMenuItem（）方法增加菜单项。
菜单项的主要方法是click（），每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand（打开命令），CreateCommand（新建命令），EditCommand（编辑命令）等，命令类具有一个execute（）方法，用于调用公告板系统界面类（BoardScreen）的open（）、create（）、edit（）等方法。
现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。
（10）、迭代器模式
某商品管理系统的商品名称存储在一个字符串数组中，现需要自定义一个双向迭代器（MyIterator）实现对该商品名称数组的双向（前向和后向）遍历。
绘制类图并编程实现（设计方案必须符合DIP）。
（11）、观察者模式
某在线股票软件需要提供如下功能：
当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的股民。
现使用观察者模式设计该系统，绘制类图并编程实现。
（12）、策略模式
设计一个网上书店，该系统中所有的计算机类图书（ComputerBook）每本都有10%的折扣，所有的语言类图书（LanguageBook）每本都有2元的折扣，小说类图书（NovelBook）每100元有10元的折扣。
现使用策略模式来设计该系统，绘制类图并编程实现。
三、实验要求
1.正确无误绘制简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式的模式结构图；
2.使用任意一种面向对象编程语言实现简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式，代码运行正确无误。
四、实验步骤
第一次实验课完成：
使用Rose或者Visio绘制简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
第二次实验课完成：
使用Rose或者Visio绘制单例模式、适配器模式、组合模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
第三次实验课完成：
使用Rose或者Visio绘制装饰模式、外观模式、、命令模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
第四次实验课完成：
使用Rose或者Visio绘制迭代器模式、观察者模式、策略模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
五、实验报告要求
提供简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式装饰模式结构图及实现代码；
仲恺农业工程学院实验报告
课程名称：
软件设计模式
班级：
学号：
姓名：
第一次实验报告
一、实验目的
使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现几种常用的设计模式，加深对这些模式的理解，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式等12种模式。
二、实验内容
（1）、简单工厂模式
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，请实现该场景。
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）、工厂方法模式
海尔工厂（Haier）生产海尔空调（HaierAirCondition），美的工厂（Midea）生产美的空调（MideaAirCondition）。
使用工厂方法模式描述该场景，绘制类图并编程实现。
（3）、抽象工程模式
电脑配件生产工厂生产内存、CPU等硬件设备，这些内存、CPU的品牌、型号并不一定相同，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电脑配件生产过程并绘制相应的类图，绘制类图并编程实现。
三、实验要求
使用Rose或者Visio绘制简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
四、实验结果
仲恺农业工程学院实验报告
课程名称：
软件设计模式
班级：
学号：
姓名：
第二次实验报告
一、实验目的
使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现几种常用的设计模式，加深对这些模式的理解，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式等12种模式。
二、实验内容
（1）、单例模式
用懒汉式单例实现在某系统运行时，其登录界面类LoginForm只能够弹出一个，如果第二次实例化该类则提示“程序已运行”。
绘制类图并编程实现。
提示:
不要求做界面，用类模拟界面就可以了。
（2）、组合模式
使用组合模式设计一个杀毒软件（AntiVirus）的框架，该软件既可以对某个文件夹（Folder）杀毒，也可以对某个指定的文件（File）进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、音频视频文件MediaFile。
绘制类图并编程实现。
（3）、适配器模式
现有一个接口DataOperation定义了排序方法sort（int[]）和查找方法search（int[],int），已知类QuickSort的quickSort（int[]）方法实现了快速排序算法，类BinarySearch的binarySearch（int[],int）方法实现了二分查找算法。
现使用适配器模式设计一个系统，在不修改源代码的情况下将类QuickSort和类BinarySearch的方法适配到DataOperation接口中。
绘制类图并编程实现。
（要求实现快速排序和二分查找）
三、实验要求
使用Rose或者Visio绘制单例模式、适配器模式、组合模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
四、实验结果
仲恺农业工程学院实验报告
课程名称：
软件设计模式
班级：
学号：
姓名：
第三次实验报告
一、实验目的
使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现几种常用的设计模式，加深对这些模式的理解，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式等12种模式。
二、实验内容
（1）、装饰模式
某图书管理系统中，书籍类（Book）具有借书方法borrowBook（）和还书方法returnBook（）。
现需要动态给书籍对象添加冻结方法freeze（）和遗失方法lose（）。
使用装饰模式设计该系统，绘制类图并编程实现。
（2）、外观模式
在电脑主机（Mainframe）中，只需要按下主机的开机按钮（on（）），即可调用其他硬件设备和软件的启动方法，如内存（Memory）的自检（check（）），CPU的运行（run（）），硬盘（HardDisk）的读取（read（）），操作系统（OS）的载入（load（））等，如果某一过程发生错误则电脑启动失败。
使用外观模式模拟该过程，绘制类图并编程实现。
（3）、命令模式
某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。
系统提供一个主菜单（Menu），在主菜单中包含了一些菜单项（MenuItem），可以通过Menu类的addMenuItem（）方法增加菜单项。
菜单项的主要方法是click（），每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand（打开命令），CreateCommand（新建命令），EditCommand（编辑命令）等，命令类具有一个execute（）方法，用于调用公告板系统界面类（BoardScreen）的open（）、create（）、edit（）等方法。
现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。
三、实验要求
使用Rose或者Visio绘制装饰模式、外观模式、命令模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
四、实验结果
仲恺农业工程学院实验报告
课程名称：
软件设计模式
班级：
学号：
姓名：
第四次实验报告
一、实验目的
使用合理的UML建模工具（ROSE或者Visio）和任意一种面向对象编程语言实现几种常用的设计模式，加深对这些模式的理解，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、适配器模式、组合模式、装饰模式、外观模式、、命令模式、迭代器模式、观察者模式、策略模式等12种模式。
二、实验内容
（1）、迭代器模式
某商品管理系统的商品名称存储在一个字符串数组中，现需要自定义一个双向迭代器（MyIterator）实现对该商品名称数组的双向（前向和后向）遍历。
绘制类图并编程实现（设计方案必须符合DIP）。
（2）、观察者模式
某在线股票软件需要提供如下功能：
当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的股民。
现使用观察者模式设计该系统，绘制类图并编程实现。
（3）、策略模式
设计一个网上书店，该系统中所有的计算机类图书（ComputerBook）每本都有10%的折扣，所有的语言类图书（LanguageBook）每本都有2元的折扣，小说类图书（NovelBook）每100元有10元的折扣。
现使用策略模式来设计该系统，绘制类图并编程实现。
三、实验要求
使用Rose或者Visio绘制迭代器模式、观察者模式、策略模式模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；
四、实验结果
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