面向对象系统分析和设计综合实验报告

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1、-实验名称：实验3设计模型实验1学期：2017-2018学年第二学期一、实验目的1熟练使用面向对象设计原则对系统进展重构；2熟练使用面向对象编程语言JAVA或C+实现几种常见的创立型设计模式和行为型模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和模板方法，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式构造，学习如何使用代码实现这些模式。二、实验要求1. 选择适宜的面向对象设计原则对系统进展重构，正确无误地绘制重构之后的类图；2. 结合实例，正确无误地绘制简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和模板方法的模式构造图；3. 实现简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和模板方法，代码运行正确无误。三

2、、实验容1在*图形库API中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创立不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示：在该图形库中，每个图形类如Circle、Triangle等的init()方法用于初始化所创立的图形， setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize()方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题： 由于在创立窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码； 在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码；

3、客户类在每次使用图形对象之前需要先创立图形对象，有些图形的创立过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。现需要根据面向对象设计原则对该系统进展重构，要求如下： 隔离图形的创立和使用，将图形的创立过程封装在专门的类中，客户类在使用图形时无须直接创立图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名； 客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。绘制重构之后的类图并说明在重构过程中所运用的面向对象设计原则。1） 重构之后的类图2） 重构过程中所使用的面向对象设计原则及简要说明：开闭原则：创立新图形只要新参加图形工厂和对应图形类，不修改源代码。依赖倒转原则：针对接口编程。单一

4、职责原则：每个工厂只生产对应图形。2. *销售管理系统支持多种支付方式，如现金支付、行用卡支付和代金券支付等，我们可能会像下面这么写，考虑用简单工厂模式对其进展重构。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid main(String args) IpayFactoryiFactory = newIpayFactory();Ipaymethon paymethon = iFactory.createPaymethon(cash);if (paymethon != null) paymethon.pay(); else System.out.p

5、rintln(error);publicclass IpayFactory public Ipaymethon createPaymethon(String paymethon) if (paymethon.equalsIgnoreCase(cash) returnnew Cash();elseif (paymethon.equalsIgnoreCase(creditcard) returnnew CreditCard();if (paymethon.equalsIgnoreCase(voucher) returnnew Voucher();else returnnull; publicint

6、erface Ipaymethon publicvoid pay();publicclass Cash implements Ipaymethon publicvoid pay() System.out.println(Cash pay); publicclass CreditCard implements Ipaymethon publicvoid pay() System.out.println(CreditCard pay); publicclass Voucher implements Ipaymethon publicvoid pay() System.out.println(Vou

7、cher pay); 3） 实现结果：3使用简单工厂模式设计一个可以创立不同几何形状(Shape)，如圆形(Circle)、矩形(Rectangle)和三角形(Triangle)等的绘图工具类，每个几何图形均具有绘制Draw()和擦除Erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，抛出一个UnsupportedShapeE*ception异常，绘制类图并编程模拟实现。1） 类图2） 实现代码：publicinterface Shape publicvoid draw();publicvoid erase();publicclass Circle implements Shape publ

8、icvoid draw() System.out.println(drawCircle); publicvoid erase() System.out.println(eraseCircle); publicclass Rectangle implements Shape publicvoid draw() System.out.println(drawRectangle); publicvoid erase() System.out.println(eraseRectangle); publicclass Triangle implements Shape publicvoid draw()

9、 System.out.println(drawTriangle); publicvoid erase() System.out.println(eraseTriangle); publicclass ShapeFactory publicstatic Shape produceShape(String shape) throws UnsupportedShapeE*ception if (shape.equals(Circle) System.out.println(Circle);returnnew Circle();elseif (shape.equals(Triangle) Syste

10、m.out.println(Triangle);returnnew Triangle();elseif (shape.equals(Rectangle) System.out.println(Rectangle);returnnew Rectangle();else thrownew UnsupportedShapeE*ception(); publicclassUnsupportedShapeE*ceptione*tends E*ceptionpublic UnsupportedShapeE*ception () System.out.println(绘制图形异常，请确认输入图形。); pu

11、blicclass Client publicstaticvoid main(String args) ShapeFactory shapeFactory=new ShapeFactory();try shapeFactory.produceShape(Circle).draw();shapeFactory.produceShape(Circle).erase(); catch (UnsupportedShapeE*ception e) e.printStackTrace();3） 实现结果：4. 现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器(Imag

12、eReader)，如GIF图片读取器(GifReader)用于读取GIF格式的图片、JPG图片读取器(JpgReader)用于读取JPG格式的图片。图片读取器对象通过图片读取器工厂ImageReaderFactory来创立，ImageReaderFactory是一个抽象类，用于定义创立图片读取器的工厂方法，其子类GifReaderFactory和JpgReaderFactory用于创立具体的图片读取器对象。试使用工厂方法模式设计该程序，绘制类图并编程模拟实现。需充分考虑系统的灵活性和可扩展性。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid ma

13、in(String args) JpgReaderFactory jFactory = new JpgReaderFactory();jFactory.produceImageReader().readimage();GifReaderFactory gFactory = new GifReaderFactory();gFactory.produceImageReader().readimage();publicinterface ImageReader publicvoid readimage();publicclass GifReader implements ImageReader pu

14、blicvoid readimage() System.out.println(Read gif image.); publicclass JpgReader implements ImageReader publicvoid readimage() System.out.println(jpg reader); System.out.println(Read jpg image.); publicabstractclass ImageReaderFactory publicabstract ImageReader produceImageReader();publicclass GifRea

15、derFactory e*tends ImageReaderFactory public ImageReader produceImageReader() System.out.println(gif reader);returnnew GifReader(); publicclass JpgReaderFactory e*tends ImageReaderFactory public ImageReader produceImageReader()returnnew JpgReader(); 3） 实现结果：5. 有一个OEM制造商代理做HP笔记本电脑(Laptop)，后来该制造商得到了更多

16、的品牌笔记本电脑的订单Acer，Lenovo，Dell，该OEM商发现，如果一次同时做很多个牌子的本本，有些不利于管理。利用工厂模式改善设计，绘制类图并编程模拟实现。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid main(String args) IFactory lf = new HpFactory(); Laptop tp = lf.createLaptop(); tp.show(); lf = new AcerFactory(); tp = lf.createLaptop(); tp.show(); lf = new LenovoFac

17、tory(); tp = lf.createLaptop(); tp.show(); lf = new DellFactory(); tp = lf.createLaptop(); tp.show(); publicinterface IFactory publicLaptop createLaptop();publicclass AcerFactory implements IFactory publicLaptop createLaptop()returnnew AcerLaptop(); publicclass DellFactory implements IFactory public

18、 Laptop createLaptop()returnnew DellLaptop(); publicclass HpFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()returnnew HpLaptop(); publicclass LenovoFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()returnnew LenovoLaptop(); publicabstractclass Laptop publicvoid show();publicclass AcerL

19、aptop e*tends Laptop publicvoid show() System.out.println(AcerLaptop); publicclass DellLaptop e*tends Laptop publicvoid show() System.out.println(DellLaptop); publicclass HpLaptop e*tends Laptop publicvoid show() System.out.println(HpLaptop); publicclass LenovoLaptop e*tends Laptop publicvoid show()

20、 System.out.println(LenovoLaptop); 3） 实现结果：6. *软件公司欲开发一套界面皮肤库，可以对桌面软件进展界面美化。不同的皮肤将提供视觉效果不同的按钮、文本框、组合框等界面元素，其构造如下列图所示：该皮肤库需要具备良好的灵活性和可扩展性，用户可以自由选择不同的皮肤，开发人员可以在不修改既有代码的根底上增加新的皮肤。试使用抽象工厂模式设计该皮肤库，绘制类图并编程模拟实现。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid main(String args) SpringSkinFactory skinFactory

21、 = new SpringSkinFactory();skinFactory.createButton().action();skinFactory.createTe*tbo*().action();skinFactory.createbobo*().action();publicinterface SkinFactory public AbstractButton createButton();public AbstractTe*tbo* createTe*tbo*();public Abstractbobo* createbobo*();publicclass SpringSkinFact

22、ory implements SkinFactory public AbstractButton createButton() System.out.println(生成 green button);returnnew GreenButton(); public AbstractTe*tbo* createTe*tbo*() System.out.println(生成 green te*tbo*);returnnew GreenTe*tbo*(); public Abstractbobo* createbobo*() System.out.println(生成 green bobo*);ret

23、urnnew Greenbobo*(); publicclass SummerSkinFactory implements SkinFactory public AbstractButton createButton() System.out.println(生成 blue button);returnnew BlueButton(); public AbstractTe*tbo* createTe*tbo*() System.out.println(生成 blue te*tbo*);returnnew BlueTe*tbo*(); public Abstractbobo* createbob

24、o*() System.out.println(生成 blue bobo*);returnnew Bluebobo*(); publicinterface AbstractButton publicvoid action();publicclass GreenButton implements AbstractButton Overridepublicvoid action() System.out.println(Green button);publicclass BlueButton implements AbstractButton Overridepublicvoid action()

25、 System.out.println(Blue button);publicinterface AbstractTe*tbo* publicvoid action();publicclass GreenTe*tbo* implements AbstractTe*tbo* Overridepublicvoid action() System.out.println(Green Te*tbo*);publicclass BlueTe*tbo* implements AbstractTe*tbo* Overridepublicvoid action() System.out.println(Blu

26、e Te*tbo*);publicinterface Abstractbobo* publicvoid action();publicclass Greenbobo* implements Abstractbobo* publicvoid action() System.out.println(Green bobo*);publicclass Bluebobo* implements Abstractbobo* publicvoid action() System.out.println(Blu bobo*);3） 实现结果：7. 麦当劳McDonalds和肯德基KFC快餐店都经营汉堡Hamb

27、urg和可乐Cola，用控制台应用程序实现这两个快餐店经营产品的抽象工厂模式，并绘制该模式的UML图。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid main(String args) Hamburg h;Cola c;AbstractFactory af = new MDNFactory();h = af.createHamburg();c = af.createCola();h.getHumburg();c.getCola();af = new KDJFactory();h = af.createHamburg();c = af.creat

28、eCola();h.getHumburg();c.getCola();publicinterface AbstractFactory public Hamburg createHamburg();public Cola createCola();publicclass KDJFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() returnnew KDJHamburg();Overridepublic Cola createCola() returnnew KDJCola();publicclass

29、MDNFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() returnnew MDNHamburg();Overridepublic Cola createCola() returnnew MDNCola();publicinterface Cola publicvoid getCola(); publicclass KDJCola implements Cola Overridepublicvoid getCola() System.out.println(KDJCola);publicclass

30、 MDNCola implements Cola Overridepublicvoid getCola() System.out.println(MDNCola);publicinterface Hamburg publicvoid getHumburg(); publicclass KDJHamburg implements Hamburg Overridepublicvoid getHumburg() System.out.println(KDJHamburg);publicclass MDNHamburg implements Hamburg Overridepublicvoid get

31、Humburg() System.out.println(MDNHamburg);3） 实现结果：8. *软件公司要为*银行的业务支撑系统开发一个利息计算模块，利息的计算流程如下：(1) 系统根据账号和密码验证用户信息，如果用户信息错误，则系统显示出错提示。(2) 如果用户信息正确，则根据用户类型的不同使用不同的利息计算公式计算利息如活期账户和定期账户具有不同的利息计算公式。(3) 系统显示利息。现使用模板方法模式设计该利息计算模块。1） 类图2） 实现代码：publicclass Client publicstaticvoid main(String args) throws E*cepti

32、on Account acc = new CurrentAccount();acc.Handle(敖海洋, 5120152558);publicabstractclass Account / 根本方法具体方法publicboolean validate(String account, String password) System.out.println(String.format(账号：%s, account);System.out.println(String.format(密码：%s, password);/ 模拟登录if (account.equals(敖海洋) & password.

33、equals(5120152558) returntrue; else returnfalse;/ 根本方法抽象方法publicabstractvoid calculateInterest();/ 根本方法具体方法publicvoid display() System.out.println(显示利息！);/ 模板方法publicvoid Handle(String account, String password) if (!validate(account, password) System.out.println(账户或密码错误！);return;calculateInterest();display();class CurrentAccount e*tends Account Overridepublicvoid calculateInterest() System.out.println(按活期利率计算利息！);class SavingAccount e*tends Account Overridepublicvoid calculateInterest() System.out.println(按定期利率计算利息！);3） 实现结果：. z.