中南大学软件体系结构设计模式实验二.docx
软件体系结构实验报告项目名称 设计模式实验2 专业班级 学 号 姓 名 实验成绩：批阅教师：年 月 日实验3 设计模式实验二实验学时： 4 每组人数： 1 实验类型： 3 （1：基础性 2：综合性 3：设计性 4：研究性）实验要求： 1 （1：必修 2：选修 3：其它）实验类别： 3 （1：基础 2：专业基础 3：专业 4：其它）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行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、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。二、实验内容1. 某企业的SCM(Supply Chain Management，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元及以上的采购单就需要开董事会讨论决定。如下图所示：试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。3. 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。4. 某实时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）给购买该股票的所有股民。试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。5. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor)将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight)将闪烁(flicker()、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm()、安全逃生门(SecurityDoor)将自动开启(open()、隔热门(InsulatedDoor)将自动关闭(close()等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制。为了将来能够方便地引入新类型的响应设备，采用观察者模式和适配器模式设计并模拟实现该系统。6. 某软件公司为某电影院开发了一套影院售票系统，在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票(MovieTicket)打折(Discount)方式，具体打折方案如下：(1) 学生凭学生证可享受票价8折优惠；(2) 年龄在10周岁及以下的儿童可享受每张票减免10元的优惠（原始票价需大于等于20元）；(3) 影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。该系统在将来可能还要根据需要引入新的打折方式。试使用策略模式设计并编程模拟实现该影院售票系统。7. 为了实现一些特殊的显示效果，某公司欲开发一款手机数码照片处理软件，在该软件中为照片(Photograph)提供了多种滤镜(Filter)效果，例如黑白滤镜(BlackWhiteFilter)、单色滤镜(MonochromaticFilter)、怀旧滤镜(NostalgicFilter)等，不同的滤镜通过不同的算法对照片进行美化，如下图所示。该软件可以灵活地增加一些新的滤镜效果。选择一种合适的设计模式来设计该照片处理软件，结合场景绘制相应的类图并编程模拟实现。三、实验要求1. 结合实例，正确无误地绘制职责链模式、命令模式、观察者模式和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职责链模式、命令模式、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. 结合实例，使用PowerDesigner绘制职责链模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；2. 结合实例，使用PowerDesigner绘制命令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. 结合实例，使用PowerDesigner绘制命令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. 结合实例，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；5. 结合实例，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. 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；7. 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例。五、实验结果1. 类图：实现代码：public class PurchaseRequest public double amount;public int number;public String purpose;public double getAmount() return amount;public void setAmount(double amount) this.amount = amount;public int getNumber() return number;public void setNumber(int number) this.number = number;public String getPurpose() return purpose;public void setPurpose(String purpose) this.purpose = purpose;public class Approver protected Approver succesor;public Approver()succesor = null;public void processRequest(PurchaseRequest aRequest)if(succesor!=null)succesor.processRequest(aRequest);public void setSuccesor(Approver succesor) this.succesor = succesor;public class Congress extends Approver public void processRequest(PurchaseRequest request)if(request.getAmount()>=500000)System.out.println("董事会");public class Director extends Approver public void processRequest(PurchaseRequest request)if(request.getAmount()<50000)System.out.println("主任");elseif(this.succesor!=null)this.succesor.processRequest(request);public class President extends Approverpublic void processRequest(PurchaseRequest request)if(request.getAmount()<500000)System.out.println("董事长");elseif(this.succesor!=null)this.succesor.processRequest(request);public class VicePresident extends Approverpublic void processRequest(PurchaseRequest request)if(request.getAmount()<100000)System.out.println("副董事长");elseif(this.succesor!=null)this.succesor.processRequest(request);2. 类图：实现代码：public abstract class AbstractCommand public abstract void open();public abstract void close();public class Switch private AbstractCommand command;public void setCommand(AbstractCommand command) mand = command;public void open()command.open();public void close()command.close();public class Fun public void open()System.out.println("开风扇");public void close()System.out.println("关风扇");public class Light public void open()System.out.println("打开");public void close()System.out.println("关灯");public class FunCommand extends AbstractCommand private Fun fun = new Fun();Overridepublic void open() / TODO Auto-generated method stubfun.open();Overridepublic void close() / TODO Auto-generated method stubfun.close();public class LightCommand extends AbstractCommandprivate Light light = new Light();Overridepublic void open() / TODO Auto-generated method stublight.open();Overridepublic void close() / TODO Auto-generated method stublight.close();3. 类图：实现代码：public interface Command public void excute();public class MenuItem private String name;private Command command;public MenuItem(String name)this.name = name;public String getName() return name;public void setName(String name) this.name = name;public Command getCommand() return command;public void setCommand(Command command) mand = command;public void click()command.excute();import java.util.ArrayList;public class Menu public ArrayList itemList = new ArrayList();public void addMenuItem(MenuItem item)itemList.add(item);public class OpenCommand implements Command private BoardScreen screen;public OpenCommand(BoardScreen screen) super();this.screen = screen;Overridepublic void excute() / TODO Auto-generated method stubscreen.open();public class CreateCommand implements Command private BoardScreen screen;public CreateCommand(BoardScreen screen) super();this.screen = screen;Overridepublic void excute() / TODO Auto-generated method stubscreen.create();public class EidtCommand implements Command private BoardScreen screen;public EidtCommand(BoardScreen screen) super();this.screen = screen;Overridepublic void excute() / TODO Auto-generated method stubscreen.edit();public class BoardScreen private Menu menu;private MenuItem openItem,createItem,editItem;public BoardScreen()menu = new Menu();openItem = new MenuItem("打开");createItem = new MenuItem("新建");editItem = new MenuItem("编辑");menu.addMenuItem(openItem);menu.addMenuItem(createItem);menu.addMenuItem(editItem);public void display()System.out.println("主菜单选项： ");for(Object obj : menu.itemList)System.out.println(MenuItem)obj).getName();public void open()System.out.println("显示打开窗口！");public void create()System.out.println("显示新建窗口！");public void edit()System.out.println("显示编辑窗口！");public Menu getMenu()return menu;4. 类图：实现代码：public interface Investor public void response(Stock stck);public class ConcreteInvestor implements Investor private String name;public ConcreteInvestor(String name) super();this.name = name;Overridepublic void response(Stock stock) / TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(name+": ");System.out.println(stock.getStockName()+"涨幅超过5%");System.out.println("新价格"+stock.getPrice();import java.util.ArrayList;public class Stock private ArrayList<Investor> investors;private String stockName;private double price;public Stock(String stockName, double price) super();this.stockName = stockName;this.price = price;investors = new ArrayList<Investor>();public void attach(Investor investor)investors.add(investor);public void detach(Investor investor)investors.remove(investor);public void notifyInvestor()for(Object obj : investors)(Investor)obj).response(this);public String getStockName() return stockName;public void setStockName(String stockName) this.stockName = stockName;public double getPrice() return price;public void setPrice(double price) double range = Math.abs(price-this.price)/this.price;this.price = price;if(range>=0.05)this.notifyInvestor();public class Client public static void main(String args) Investor investor1,investor2;investor1 = new ConcreteInvestor("哈哈");investor2 = new ConcreteInvestor("呵呵");Stock haier = new Stock("haier", 20.00);haier.attach(investor1);haier.attach(investor2);haier.setPrice(25.00);5. 类图：实现代码：public interface AlarmListener public void response();public class Annunciator implements AlarmListener private Annunciator annunciator;Overridepublic void response() / TODO Auto-generated method stubannunciator.alarm();public void alarm()System.out.println("报警器警报");public class CautionLight implements AlarmListener private CautionLight light;Overridepublic void response() / TODO Auto-generated method stublight.flicker();public void flicker()System.out.println("警示灯闪烁");public class InsulatedDoor implements AlarmListener private InsulatedDoor insulatedDoor;Overridepublic void response() / TODO Auto-generated method stubinsulatedDoor.close();public void close()System.out.println("隔热门关闭");public class SecurityDoor implements AlarmListener private SecurityDoor securityDoor;Overridepublic void response() / TODO Auto-generated method stubsecurityDoor.open();public void open()System.out.println("安全门开启");import java.util.ArrayList;public class Thermosensor private ArrayList<AlarmListener> alarm;public void attach(AlarmListener listener)alarm.add(listener);public void detach(AlarmListener listener)alarm.remove(listener);public void notifyAlarm()for(Object obj : alarm)(AlarmListener)obj).response();6. 类图：实现代码：public interface Discount public double calculate(double price);public class CIPDiscount implements DiscountOverridepublic double calculate(double price) / TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("增加积分！");return price*0.5;public class MovieTicket private double price;private Discount discount;public double getPrice() return discount.calculate(price);public Discount getDiscount() return discount;public void setDiscount(Discount discount) this.discount = discount;public class ChildrenDiscount implements Discount Overridepublic double calculate(double price) / TODO Auto-generated method stubreturn price-10;public class StudentDiscount implements Discount Overridepublic double calculate(double price) / TODO Auto-generated method stubreturn price*0.8;7. 类图：实现代码：public interface Filter public void method();public class MonochromaticFilter implements Filter Overridepublic void method() / TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("单色滤镜");public class NostalgicFilter implements Filter Overridepublic void method() / TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("怀旧滤镜");public class BlackWhiteFilter implements Filter Overridepublic void method() / TODO Auto-generated method stubSystem.out.println("黑白滤镜");public class Photograph private Filter filter;public void decorate()filter.method();六、实验小结通过本次实验，学会了使用职责链模式、命令模式、观察者模式、策略模式等行为型模式进行设计程序，在实验过程中遇到了类与类之间关系不确定的问题，通过复习该模式的原理和实现方法得到解决。本次实验中有些行为型模式应用仍不熟练，需要勤加练习。
