精品实验报告软件体系结构设计模式实验报告.docx
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精品实验报告软件体系结构设计模式实验报告
【精品实验报告】软件体系结构设计模式实验报告
软件体系结构
设计模式实验报告
学生姓名:
所在学院:
学生学号:
学生班级:
指导老师:
完成日期:
一、实验目的
熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的设计模式，包括组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，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，并学会分析这些模式的使用效果。
二、实验内容
使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。
（1）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、视频文件VideoFile。
绘制类图并编程模拟实现。
（2）组合模式
某教育机构组织结构如下图所示:
北京总部
教务办公室湖南分校行政办公室
教务办公室长沙教学点湘潭教学点行政办公室
教务办公室行政办公室教务办公室行政办公室
在该教育机构的OA系统中可以给各级办公室下发公文，现采用
组合模式设计该机构的组织结构，绘制相应的类图并编程模拟实现，在客户端代码中模拟下发公文。
（注:
可以定义一个办公室类为抽象叶子构件类，再将教务办公室和行政办公室作为其子类;可以定义一个教学机构类为抽象容器构件类，将总部、分校和教学点作为其子类。
）
（3）外观模式
某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。
读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。
现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。
参考类图如下:
reader=newFileReader（）;EncryptFacadecipher=newCipherMachine（）;writer=newFileWriter（）;-reader:
FileReader-cipher:
CipherMachine-writer:
FileWriter
+EncryptFacade（）
+fileEncrypt（StringfileNameSrc,:
voidStringplainStr=reader.read（fileNameSrc）;StringfileNameDes）StringencryptStr=cipher.encrypt（plainStr）;...writer.write（encryptStr,fileNameDes）;readerwritercipher
FileWriter
FileReader
+write（StringencryptText,:
voidStringfileNameDes）+read（StringfileNameSrc）:
String......
CipherMachine
+encrypt（StringplainText）:
String...
（4）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，绘制类图并编程模拟实现。
（5）代理模式
应用软件所提供的桌面快捷方式是快速启动应用程序的代理，桌面快捷方式一般使用一张小图片来表示（Picture），通过调用快捷方式的run（）方法将调用应用软件（Application）的run（）方法。
使用代理模式模拟该过程，绘制类图并编程模拟实现。
（6）代理模式
在某应用软件中需要记录业务方法的调用日志，在不修改现有业务类的基础上为每一个类提供一个日志记录代理类，在代理类中输出日志，如在业务方法method（）调用之前输出“方法method（）被调用，调用时间为2010-10-1010:
10:
10”，调用之后如果没有抛异常则输出“方法method（）成功调用”，否则输出“方法method（）调用失败”。
在代理类中调用真实业务类的业务方法，使用代理模式设计该日志记录功能的结构，绘制类图并编程模拟实现。
（7）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，绘制类图并编程模拟实现。
（8）观察者模式
某联机射击游戏可以实时显示队友和敌人的存活信息，如果有队友或敌人阵亡，所有在线游戏玩家将收到相应的消息，现提供一个统一的中央角色控制类（CenterController）来实现消息传递机制，在中央角色控制器中定义一个集合用于存储所有的用户信息，如果某用户角色（Player）阵亡，则调用CenterController的通知方法notify（），该方法将遍历用户信息集合，调用每一个Player的display（）方法显示阵亡信息，如果是队友阵亡，提示信息为:
队友****阵亡，我方队员尚有**人;如果是敌人阵亡，提示信息为:
敌人****阵亡，敌方队员尚有**人。
在调用notify（）方法通知其他用户的同时，阵亡的角色对象将从用户信息集合中删除。
现使用观察者模式设计该消息传递模块，绘制类图并编程模拟实现。
（提示:
CenterController充当观察目标，Player充当观察者，Player的die（）方法执行时将调用CenterController的notify（）方法，在notify（）方法中调用其他Player对象的display（）方法，并调用detach（）方法删除阵亡的Player对象;可以定义两个角色集合，一个用于存储甲方队员信息，一个用于乙方队员信息;所有方法的参数根据实际需要确定）
（9）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
模拟实现。
（10）策略模式
某系统需要对重要数据（如用户密码）进行加密，并提供了几种加密方案（如凯撒加密、DES加密等），对该加密模块进行设计，使得用户可以动态选择加密方式。
要求绘制类图并编程模拟实现。
三、实验要求
1.正确无误绘制组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式实例的模式结构图;
2.使用任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式实例，代码运行正确无误。
四、实验步骤
1.熟悉PowerDesigner15的常用功能;
2.使用PowerDesigner绘制组合模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例;
3.使用PowerDesigner绘制外观模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例;
4.使用PowerDesigner绘制代理模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例;
5.使用PowerDesigner绘制观察者模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例;
6.使用PowerDesigner绘制策略模式结构图并用面向对象编程语
言实现该模式。
五、实验结果
（1）组合模式1:
类图:
结果:
（2）组合模式2:
类图:
结果:
（3）外观模式1
类图:
结果:
plp.txt
test.txt
（4）外观模式2类图:
结果:
（5）代理模式1
类图:
结果:
（6）代理模式2
类图:
结果:
（7）观察者模式1
类图:
结果:
（8）观察者模式1
类图:
结果:
（9）策略模式1
类图:
结果:
（10）策略模式2
类图:
结果:
六、实验总结
通过一段时间的对设计模式的学习和练习，我深刻的意识到了一个好的软件往往是设计模式巧妙运用的结果。
要学好设计模式，就必须得彻底理解设计模式，要能够看懂设计模式中的类图，如果要是设计模式中的类图都看不懂，那学好设计模式只是天方夜谭了。
从开始学习设计模式到现在我们大概已经学了10种左右的设计模式了，每一种都有着它独特的优点，但是事情往往都是有两面性的，它
们也存在着缺点，怎么去用好设计模式对我们来说是一门学问，我们
有必要花时间和精力去学好它。
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