开闭原则与里氏代换原则实验UML图及编程实现C#.docx
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开闭原则与里氏代换原则实验UML图及编程实现C#
实验2开闭原则与里氏代换原则综合训练
一、实验目的：
加深对开闭原则与里氏代换原则的理解
二、实验环境：
C#.Net
三、实验内容：
1、问题
（一）“长方形和正方形“思辨题：
最早来自于C++和Smalltalk领域。
正方形是否是长方形的子类的问题，西方一个很著名的思辨题。
试写一个求面积与周长的解决方案，要求画UML图并编程实现，并体现出开闭原则与里氏代换原则。
提示：
长方形类：
两个属性，宽度和高度；
正方形类：
一个属性，边。
1、UML类图如下:
2、运用的设计原则:
开闭原则：
一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭。
定义一个抽象类Stringle类，抽象类中有求面积和周长的函数，当想再次扩展求圆、菱形等的面积，继承抽象类，实现其功能，很方便就对其进行扩展。
里氏代换原则：
所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。
Stringle类为基类，Square类和Rectangular为其子类，在引用基类的地方就能使用子类实现，代码如下。
3、C#实现代码如下：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
namespaceConsoleApplication1
{
classProgram
{
staticvoidMain（string[]args）
{
Stringlesquare=newSquare（5）;
Stringlerectangular=newRectangular（3,5）;
Accounteraccounter=newAccounter（）;
accounter.calculate（square）;
accounter.calculate（rectangular）;
Console.ReadLine（）;
}
}
publicclassAccounter
{
publicAccounter（）{}
publicvoidcalculate（Stringlestringle）
{
stringle.Area（）;
stringle.ZhouChang（）;
}
}
///
///抽象类，定义了求面积和周长的方法，没有实现
///
publicabstractclassStringle
{
publicabstractvoidArea（）;
publicabstractvoidZhouChang（）;
}
///
///正方形类继承自抽象类
///
publicclassSquare:
Stringle
{
intwidth;
publicSquare（intw）
{
width=w;
}
publicoverridevoidArea（）
{
intarea=width*width;
Console.WriteLine（"正方形的面积为：
"+area）;
}
publicoverridevoidZhouChang（）
{
intscircle=width*4;
Console.WriteLine（"正方形的周长为：
"+scircle）;
}
}
///
///长方形类继承自抽象类
///
publicclassRectangular:
Stringle
{
intwidth;
intheight;
publicRectangular（intw,inth）
{
width=w;
height=h;
}
publicoverridevoidArea（）
{
intarea=width*height;
Console.WriteLine（"长方形的面积为：
"+area）;
}
publicoverridevoidZhouChang（）
{
intscircle=width*2+height*2;
Console.WriteLine（"长方形的周长为：
"+scircle）;
}
}
}
4、实验结果：
2、问题
（二）“士兵用枪杀敌”UML图理解与编程实现
（１）CS游戏中的枪械类图
（２）如果我们有一个玩具手枪，该如何定义呢？
先在上图增加一个类ToyGun，然后继承于AbstractGun类
（３）玩具枪与真实枪分离的类图
用C#实现代码如下：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
namespaceConsoleApplicationGun
{
classProgram
{
staticvoidMain（string[]args）
{
AbstractGunhandgun=newHandGun（）;//手枪
AbstractGunriflegun=newRifleGun（）;//步枪
AbstractGunmachinegun=newMachineGun（）;//机枪
AbstractGuntoygun=newToyGun（）;//
//AbstractToytoygun=newToyGun（）;//
Soldiersoldier=newSoldier（）;
soldier.killEnemy（handgun）;//士兵拿手枪杀敌人
soldier.killEnemy（riflegun）;//士兵拿步枪杀敌人
soldier.killEnemy（machinegun）;//士兵拿机枪杀敌人
soldier.killEnemy（toygun）;//士兵拿玩具枪杀敌人
}
}
publicclassSoldier
{
publicSoldier（）{}
publicvoidkillEnemy（AbstractGunabstractgun）
{
abstractgun.shoot（）;
}
}
publicabstractclassAbstractGun
{
publicAbstractGun（）{}
publicabstractvoidshoot（）;
}
publicabstractclassAbstractToy
{
publicAbstractToy（）{}
publicabstractvoidshoot（）;
}
publicclassHandGun:
AbstractGun
{
publicHandGun（）{}
publicoverridevoidshoot（）
{
Console.WriteLine（"Handgunshoot!
"）;
}
}
publicclassRifleGun:
AbstractGun
{
publicRifleGun（）{}
publicoverridevoidshoot（）
{
Console.WriteLine（"RifleGunshoot!
"）;
}
}
publicclassMachineGun:
AbstractGun
{
publicMachineGun（）{}
publicoverridevoidshoot（）
{
Console.WriteLine（"MachineGunshoot!
"）;
}
}
publicclassToyGun:
AbstractGun
{
publicToyGun（）{}
publicoverridevoidshoot（）
{
Console.WriteLine（"ToyGunshoot!
"）;
}
}
}
实验结果：
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