设计模式上机实验一实验报告.docx

1、设计模式上机实验一实验报告设计模式实验一实 验 报告 书专业班级 软 件 0703 学 号 3901070324 姓 名 吉亚云 指导老师 刘 伟 时 间 2010年3月 27日 中南大学软件学院实验一 设计模式上机实验一一、实验目的熟练使用PowerDesigner绘制类图，构造系统的静态结构模型；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，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式、单例模式、适配器模式、桥接模式和组合模式。二、实验要求1. 使用PowerDesigner绘制标准的UML类图；2. 正确无误绘制简单工厂模式、工厂方法模式、抽象

2、工厂模式、原型模式、单例模式、适配器模式、桥接模式和组合模式的模式结构图；3. 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、原型模式、单例模式、适配器模式、桥接模式和组合模式，代码运行正确无误。三、实验步骤1. 熟悉PowerDesigner11的常用功能；2. 使用PowerDesigner绘制类图；3. 使用PowerDesigner绘制简单工厂模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；4. 使用PowerDesigner绘制工厂方法模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；5. 使用PowerDesigner绘制抽象工厂模式结构图并用面向对象编程语言实现该模

3、式；6. 使用PowerDesigner绘制原型模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；7. 使用PowerDesigner绘制单例模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；8. 使用PowerDesigner绘制适配器模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；9. 使用PowerDesigner绘制桥接模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式；10. 使用PowerDesigner绘制组合模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式。四、实验报告要求1. 绘制实例场景的类图；2. 提供简单工厂模式结构图及实现代码；3. 提供工厂方法模式结构图及实现代码；4. 提供抽象工厂模式结构图及实现代码；

4、5. 提供原型模式结构图及实现代码；6. 提供单例模式结构图及实现代码；7. 提供适配器模式结构图及实现代码；8. 提供桥接模式结构图及实现代码；9. 提供组合模式结构图及实现代码。五、实验结果使用PowerDesigner绘制类图；用PowerDesigner和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、原型模式、单例模式、适配器模式、桥接模式和组合模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实现代码，运行并测试模式实例代码。(1) 类图某音像图书出租公司欲开发一个音像图书租赁信息系统，处理日常音像图书租借业务。该系统将记录所有的图书信息、唱碟信息、用户信息和用户租借

5、信息。现决定采用面向对象分析和设计方法来开发此系统，经过初步分析，设计人员定义了如下初始实体类： Book（图书）类属性：no（编号）、title（标题）、author（作者）、isbn（书号）、press（出版社）、price（价格）。方法：每个属性的get()方法和set()方法。 Disc（唱碟）类属性：no（编号）、title（标题）、singer（歌手）、producer（制作公司）、price（价格）。方法：每个属性的get()方法和set()方法。 Customer（客户）类属性：cno（客户编号）、name（姓名）、address（地址）、tel（电话）。方法：每个属性的get

6、()方法和set()方法。 LoanItem（可租项目）类记录Book和Disc的共有属性和方法。 RentHistory（租借历史记录）类属性：rno（历史记录编号）、hireTime（出租时间）、returnTime（归还时间）、cno（客户编号）、no（租借图书或唱碟编号）、deposit（押金金额）。方法：每个属性的get()方法和set()方法。在进一步分析之后，需要在LoanItem类中定义一个集合来存储每一种图书或唱碟的所有租借历史记录。根据以上信息，绘制对应的实体类类图。(2) 简单工厂模式使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)的绘图工具类，如可创建圆形(C

7、ircle)、方形(Rectangle)和三角形(Triangle) 对象，每个几何图形都要有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，提示一个UnsupportedShapeException，绘制类图并编程实现。/抽象图形interface Shape void draw(); void erase(); class Circle implements Shape public void draw() System.out.println(Circle drawing!); public void erase() System.out.println(Ci

8、rcle eraseing!); class Rectangle implements Shape public void draw() System.out.println(Rectangle drawing!); public void erase() System.out.println(Rectangle eraseing!); class Triangle implements Shape public void draw() System.out.println(Triangle drawing!); public void erase() System.out.println(T

9、riangle eraseing!); /工厂class ShapeFactory /工厂方法 factory method public static Shape produceShape(String shapeName) throws UnsupportedShapeException if(shapeName.equalsIgnoreCase(circle) return new Circle(); else if(shapeName.equalsIgnoreCase(rectangle) return new Rectangle(); else if(shapeName.equals

10、IgnoreCase(triangle) return new Triangle(); else throw new UnsupportedShapeException(); class UnsupportedShapeException extends Exception public String toString() return 绘制不支持该几何图形！; class ShapeClient public static void main(String a) Shape circle = null; try circle = ShapeFactory.produceShape(circl

11、e); catch (UnsupportedShapeException e) e.printStackTrace(); circle.draw(); circle.erase(); Shape triangle = null; try triangle = ShapeFactory.produceShape(triangle); catch (UnsupportedShapeException e) e.printStackTrace(); triangle.draw(); triangle.erase(); (3) 工厂方法模式海尔工厂(Haier)生产海尔空调(HaierAirCondi

12、tion)，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。interface AirCondition void work();interface AirConditionFactory AirCondition produceAirCondition();class HaierAirCondition implements AirCondition public void work() System.out.println(HaierAirCondition working!); class MideaAirCon

13、dition implements AirCondition public void work() System.out.println(MideaAirCondition working!); class HaierAirConditionFactory implements AirConditionFactory public HaierAirCondition produceAirCondition() System.out.println(HaierAirCondition produced!); return new HaierAirCondition(); class MideaA

14、irConditionFactory implements AirConditionFactory public MideaAirCondition produceAirCondition() System.out.println(MideaAirCondition produced!); return new MideaAirCondition(); class AirConditionClient public static void main(String a) AirConditionFactory cf; AirCondition airCondition; cf=(AirCondi

15、tionFactory)XMLUtil.getBean();/这句代码中调用XML配置文件中的getBean函数，实现从XML配置文件中读取类的名字，创建该类的对象，最后返回给调用getBean()方法的Java程序中。 airCondition=cf.produceAirCondition(); airCondition.work(); (4) 抽象工厂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。interface CPU void

16、 discribe();interface RAM void discribe();class PcCPU implements CPU public void discribe() System.out.println(PcCPU); class MacCPU implements CPU public void discribe() System.out.println(MacCPU); class PcRAM implements RAM public void discribe() System.out.println(PcRAM); class MacRAM implements R

17、AM public void discribe() System.out.println(MacRAM); interface ComputerPartsFactory CPU produceCPU(); RAM produceRAM(); class PcFactory implements ComputerPartsFactory public PcCPU produceCPU() System.out.println(PcCPU produced!); return new PcCPU(); public PcRAM produceRAM() System.out.println(PcR

18、AM produced!); return new PcRAM(); class MacFactory implements ComputerPartsFactory public MacCPU produceCPU() System.out.println(MacCPU produced!); return new MacCPU(); public MacRAM produceRAM() System.out.println(MacRAM produced!); return new MacRAM(); class ComputerPartsClient public static void

19、 main(String a) ComputerPartsFactory factory; CPU cpu; RAM ram; factory=(ComputerPartsFactory)XMLUtil.getBean(); cpu=factory.produceCPU(); cpu.discribe(); ram=factory.produceRAM(); ram.discribe(); (5) 原型模式设计一个客户类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。class Ad

20、dress implements Serializable public void displayAddress() System.out.println(address.); /浅克隆的Customer类class Customer implements Cloneable private Address address=null; public Address getAddress() return address; public void setAddress(Address address) this.address = address; public Object clone() C

21、ustomer clone=null; try clone=(Customer)super.clone(); catch(CloneNotSupportedException e) System.out.println(Clone failure!); return clone; /深克隆的Customer类class CustomerDeepClone implements Cloneable,Serializable private Address address=null; public Address getAddress() return address; public void s

22、etAddress(Address address) this.address = address; public Object clone() Customer clone=null; try /使用流来进行处理 ByteArrayOutputStream bao=new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bao); oos.writeObject(this); ByteArrayInputStream bis=new ByteArrayInputStream(bao.toByteAr

23、ray(); ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(bis); return(ois.readObject(); catch (IOException e) e.printStackTrace(); catch (ClassNotFoundException e) e.printStackTrace(); return clone; class CustomerClient public static void main(String a) Customer customer=new Customer(); customer.setAddres

24、s(new Address(); Customer copyCustomer=(Customer)customer.clone(); System.out.println(customer=copyCustomer?); System.out.println(customer=copyCustomer); System.out.println(customer.getAddress=copyCustomer.getAddress?); System.out.println(customer.getAddress()=copyCustomer.getAddress(); CustomerDeep

25、Clone customerDeepClone=new CustomerDeepClone(); customerDeepClone.setAddress(new Address(); CustomerDeepClone copyCustomerDeepClone=(CustomerDeepClone) customerDeepClone.clone(); System.out.println(customerDeepClone=copyCustomerDeepClone?); System.out.println(customerDeepClone=copyCustomerDeepClone

26、); System.out.println(customerDeepClone.getAddress=copyCustomerDeepClone.getAddress?); System.out.println(customerDeepClone.getAddress()=copyCustomerDeepClone.getAddress(); 运行结果：(6) 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。class LoginForm extends JFrame private stati

27、c LoginForm uniqueInstance=null; private LoginForm() /设置标题 this.setTitle(LoginForm); this.setSize(400, 300); /设置关闭按钮的事件 this.setDefaultCloseOperation(JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE); /设置是否可见 this.setVisible(true); public static LoginForm getInstance() if(uniqueInstance=null) uniqueInstance=new LoginForm();

28、 else JOptionPane.showMessageDialog(null, LoginFrame已经在运行！); return uniqueInstance; class LoginFormClient public static void main(String a) LoginForm s1=null,s2=null; s1=LoginForm.getInstance(); s2=LoginForm.getInstance(); System.out.println(s1=s2?); System.out.println(s1=s2); 运行结果：(7) 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