设计模式实验

1、徐海蛟博士实验一工厂模式的应用【实验目的】1)掌握工厂模式（Factory）的特点2)分析具体问题，使用工厂模式进行设计。【实验内容和要求】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，用控制台应用程序实现该 OEM制造商的工厂模式。该模式的 UML图如下。【模式UML图】【模式代码（JAVA语言实现）】publicclass FactoryMethod / 主类publicstaticvoid main(Stri

2、ng args) Computer c; Factory f = new DellFactory(); c = f.getComputerType(); c.ComputerType(); f = new LenovoFactory(); 1代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士c = f.getComputerType(); c.ComputerType(); f = new AcerFactory(); c = f.getComputerType(); c.ComputerType(); interface Factory Computer getComputerType(); class

3、DellFactoryimplements Factory Overridepublic Computer getComputerType() returnnew Dell(); classAcerFactory implements Factory Overridepublic Computer getComputerType() returnnew Acer(); class LenovoFactory implements Factory Overridepublic Computer getComputerType() returnnew Lenovo(); /* * 电脑品牌 */i

4、nterface Computer publicvoid ComputerType(); class Dell implements Computer Overridepublicvoid ComputerType() / TODO Autogenerated method stub2代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士System.out.println("Dell Computer"); class Acer implements Computer Overridepublicvoid ComputerType() System.out.println("Ac

5、er Computer"); class Lenovo implements Computer Overridepublicvoid ComputerType() / TODOAutogenerated method stubSystem.out.println("Lenovo Computer"); 【运行截图】【实验小结】通过本次实验，学会了使用工厂方法模式。工厂方法模式的适用性如下：当一个类不知道它所必须创建的对象的类时。当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象时。当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且希望将哪一个帮助子类是代理这一信息局部

6、化时。3代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验二抽象工厂模式的应用【实验目的】1)掌握抽象工厂模式（Abstract Factory）的特点2)分析具体问题，使用抽象工厂模式进行设计。【实验内容和要求】麦当劳（McDonalds）和肯德基（KFC）快餐店都经营汉堡（Hamburg）和可乐（Cola），用 JAVA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。该模式的 UML图如下。【模式 UML 图】【模式代码】publicclass AbstractFactoryTest publicstaticvoid main(String args) Hamburg h; Cola c; A

7、bstractFactory af = new MDNFactory(); 4代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士h = af.createHamburg(); c = af.createCola(); h.getHumburg(); c.getCola(); af = new KDJFactory(); h = af.createHamburg(); c = af.createCola(); h.getHumburg(); c.getCola(); interface AbstractFactory Hamburg createHamburg(); Cola createCola(); cl

8、ass MDNFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() returnnew MDNHamburg(); Overridepublic Cola createCola() returnnew MDNCola(); class KDJFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() returnnew KDJHamburg(); Overridepublic Cola createCola() r

9、eturnnew KDJCola(); /* * kDJ & */interface Hamburg 5代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士void getHumburg(); class MDNHamburg implements Hamburg Overridepublicvoid getHumburg() System.out.println("MDNHamburg"); class KDJHamburg implements Hamburg Overridepublicvoid getHumburg() / TODO Autogenerated method

10、 stubSystem.out.println("KDJHamburg"); interface Cola void getCola(); class MDNCola implements Cola Overridepublicvoid getCola() System.out.println("MDNCola"); class KDJCola implements Cola Overridepublicvoid getCola() System.out.println("KDJCola"); 【运行截图】6代码重构与设计模式课堂实验

11、徐海蛟博士【实验小结】抽象工厂模式主要适用于以下情况：一系列要独立于它的产品的创建、组合和表示时。、一个系统要由多个产品系列中的一个来配置时。当要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时。当要提供一个产品类库，而只要显示它们的接口而不是实现时。7代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验三适配器模式的应用【实验目的】1)掌握适配器模式（Adapter）的特点2)分析具体问题，使用适配器模式进行设计。【实验内容和要求】一个软件团队开发绘图系统，设计了圆对象(Circle)、矩形对象(Rectangle)，线对象(Line)都支持 Draw()函数，即可以通过 Draw()函数绘制图形。为了

12、加快项目进度，将角度对象(Angle)绘制功能交给了合作团队实现。但合作团队将角度对象绘制函数定为了 DrawAngle()。绘图系统提供给用户后，用户不满意，希望能统一的调用，不用记太多命令。应用适配器模式，用 JAVA控制台应用程序完善该设计。该模式的 UML图如下。【模式UML图】【模式代码】publicclass AdapterTest publicstaticvoid main(String args) Paint a = new AngleAdapter(); a.draw(); 8代码重构与设计模式课堂实验interface Paint 徐海蛟博士void draw(); cla

13、ss Circle implements Paint Overridepublicvoid draw() System.out.println("圆圆"); classRectangle implements Paint Overridepublicvoid draw() System.out.println("方方"); class Line implements Paint Overridepublicvoid draw() System.out.println("线线"); class Angle publicvoid Draw

14、Angle() System.out.println("角度"); class AngleAdapter implements Paint private Angle a=new Angle(); Overridepublicvoid draw() / TODO Autogenerated method stuba.DrawAngle(); 【运行截图】9代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士【实验小结】适配器模式主要适用于以下情况：当想要使用一个已经存在的类，但是该类的接口不符合现有的需求时。当需要创建一个可以被复用的类，该类能够与其他无关的类甚至无法预见的类协同工作时。当

15、需要使用一个已经存在的子类，但是不可能对所有的都进行子类化以匹配他们的接口时，对象适配器可以对其父类接口进行适配。10代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验四桥接模式的应用【实验目的】1)掌握桥接模式（Bridge）的特点2)分析具体问题，使用桥接模式进行设计。【实验内容和要求】一个咖啡店可以提供大杯 (JorumCoffee)、中杯 (MediumCoffee)、小杯(SmallCoffee)的咖啡(Coffee)，为了满足不同用户的口味，在咖啡中可以添加牛奶(Milk)，或者糖(Sugar)，或者柠檬(Lemon)，提供给用户不同口味的组合，如大杯咖啡加牛奶，中杯咖啡加糖，小杯咖啡加柠檬

16、，小杯咖啡加糖等。应用桥接模式，用 JAVA控制台应用程序实现该设计。该模式的 UML图如下。【模式类图】【模式代码】package Constructor; publicclass BridgeTest publicstaticvoid main(String args) Bridge b; b=new Sugar(); 11代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士b.setCoffee(new JorumCoffee(); b.getCoffee(); b=new Milk(); b.setCoffee(new SmallCoffee(); b.getCoffee(); interface C

17、offee void getCoffee(); class JorumCoffee implementsCoffee Overridepublicvoid getCoffee() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.print("大杯咖啡"); class MediumCoffee implements Coffee Overridepublicvoid getCoffee() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.print("中杯咖啡"); class

18、SmallCoffee implements Coffee Overridepublicvoid getCoffee() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.print("小杯咖啡"); /* * 配料 */abstractclass Bridge protected Coffee c; void setCoffee(Coffee co) c=co; publicvoid getCoffee() c.getCoffee(); 12代码重构与设计模式课堂实验class Sugar extends Bridge 徐海蛟博士Ove

19、rridepublicvoid getCoffee() c.getCoffee(); System.out.println("加糖"); class Milk extends Bridge Overridepublicvoid getCoffee() c.getCoffee(); System.out.println("加牛奶"); class Lemon extends Bridge Overridepublicvoid getCoffee() c.getCoffee(); System.out.println("加柠檬"); 【运

20、行截图】【实验小结】桥接模式的适用情况有：当不希望在抽象和它的实现之间有一个固定的绑定关系时。当类的抽象以及它的实现都应该可以通过生成子类的方法加以扩充时。当对一个抽象类的实现部分的修改应对客户不产生影响时。13代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验五装饰模式的应用【实验目的】1)掌握装饰模式（Decorator）的特点2)分析具体问题，使用装饰模式进行设计。【实验内容和要求】“喜羊羊逃命”游戏：喜羊羊被灰太狼追，喜羊羊最多 5条命，灰太狼每咬到喜羊羊一次，喜羊羊就要少一条命。在逃的过程中喜羊羊可以吃到三种苹果，吃“红苹果”可以给喜羊羊加上保护罩，吃“绿苹果”可以加快喜羊羊奔跑速度，吃“黄苹

21、果”可以使喜羊羊趟着水跑。应用装饰模式，用 JAVA控制台应用程序实现该设计。绘制该模式的 UML图。提示：这个例子如果用类的继承来实现的话那可就麻烦了，你需要为喜羊羊派生 3*2*1=6个子类（有保护罩的喜羊羊，奔跑速度加快的喜羊羊，会趟水的喜羊羊，既有保护罩又会趟水的喜羊羊，奔跑速度快且会趟水的喜羊羊，有保护罩且奔跑速度快的喜羊羊，有保护罩、奔跑速度快且会趟水的喜羊羊），如果使用装饰模式的那就不用派生诸多子类了，当喜羊羊每吃到一个苹果，我们就用装饰模式给喜羊羊加一个动态增加一个新功能即可。【模式类图】14代码重构与设计模式课堂实验【模式代码】publicclass DecoratorTes

22、t01 徐海蛟博士publicstaticvoid main(String args) ConcreteXiYY cxyy=new ConcreteXiYY(); ProtectXiYangyang px=new ProtectXiYangyang(); FastXiYangyang fx=new FastXiYangyang(); SwimingXiYangyang sx=new SwimingXiYangyang(); px.setXiYangyang(cxyy); px.Operation(); fx.setXiYangyang(px); fx.Operation(); sx.setXi

23、Yangyang(fx); sx.Operation(); interface XiYangyang publicvoid Operation(); class ConcreteXiYY implements XiYangyang Overridepublicvoid Operation() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.println("喜羊羊"); abstractclass Decorator implements XiYangyang protected XiYangyang xyy; publicvoid s

24、etXiYangyang(XiYangyang xyy) this.xyy=xyy; Overridepublicvoid Operation() / TODO Autogenerated method stubxyy.Operation(); 15代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士 class ProtectXiYangyang extends Decorator Overridepublicvoid Operation() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.print(" 有保护罩的"); super.Operati

25、on(); class FastXiYangyang extends Decorator Overridepublicvoid Operation() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.print(" 加速的"); super.Operation(); class SwimingXiYangyang extends Decorator OverridepublicvoidOperation() / TODO Autogenerated method stub System.out.print(" 会游泳的&quo

26、t;); super.Operation(); 【运行截图】【实验小结】装饰模式的适用情况有：当需要以不影响其他对象为前提实现动态、透明地给单个对象添加职责时。当需要将对象的某些职责进行撤销操作时。当不能用生成子类的方法进行当前系统的扩充时。16代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验六代理模式的应用【实验目的】1)掌握代理模式（Proxy）的特点2)分析具体问题，使用代理模式进行设计。【实验内容和要求】生产商(Factory)需要销售商品(Product)，网上商城(E-Shop)提供了一个平台，可以帮助销售这些商品，获得更大的销量。当顾客(Custom)从网上商城选购商品的时候，实际是从生

27、产商获得的商品。应用代理模式，用 JAVA控制台应用程序改进该设计。绘制该模式的 UML图。【模式UML图】【实验代码】publicclass ProxyTest01 17代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士publicstaticvoid main(String args) / TODO Autogenerated method stubE_shop es=new E_shop(); duct(); abstractclass Product publicabstractvoid product(); class Factory extends Product Overridep

28、ublicvoid product() / TODO Autogenerated method stubSystem.out.println("商品正在促销中，满一百减 50."); class E_shop extends Product private Factory factory; public E_shop() factory=new Factory(); Overridepublicvoid product() / TODO Autogenerated method duct(); 【运行截图】【实验小结】代理模式的有以下几种适用情

29、况：当需要为一个对象在不同的地址空间提供局部的代表时。当需要创建开销非常大的对象时。当需要控制原始对象的访问时。当需要再访问对象时执行一些附加操作时，比如通过代理对象计算访问实际对象的次数。18代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验七观察者模式的应用【实验目的】1)掌握外观模式（Observer）的特点2)分析具体问题，使用外观模式进行设计。【实验内容和要求】网上商店中如果商品（product）在名称（name）、价格（price）等方面有变化，系统能自动通知会员，将是网上商店区别传统商店的一大特色。如何设计实现？说明你所选择的设计模式，画出类关系图并指明各个类的角色。应用外观模式，用 JA

30、VA控制台应用程序改进该设计。绘制该模式的 UML图。【模式 UML 图】【模式代码】import java.util.ArrayList; publicclass ObeserverTest publicstaticvoid main(String args) / TODO Autogenerated method stubConcreteSubject cs=new ConcreteSubject(); cs.Attach(new ConcreteObserver(cs, "1号会员"); cs.Attach(new ConcreteObserver(cs, "

31、;2号会员"); cs.Attach(new ConcreteObserver(cs, "3号会员"); cs.Attach(new ConcreteObserver(cs, "4号会员"); cs.setState("C+编程思想价钱下降 100元"); 19代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士cs.Notify(); abstractclass Observer publicabstractvoid update(); class ConcreteObserver extends Observer private Str

32、ing name; private String state; privateConcreteSubject cs; public ConcreteSubject getConcreteSubject() returncs; publicvoid setConcreteSubject(ConcreteSubject cs) this.cs=cs; public ConcreteObserver(ConcreteSubject cs,String name) this.cs=cs; =name; Overridepublicvoid update() / TODO Autoge

33、nerated method stubstate=cs.getState(); System.out.println(name+"观察到的状态是："+state); abstractclass Subject private ArrayList<Observer> observers=new ArrayList<Observer>(); publicvoid Attach(Observer o) observers.add(o); publicvoid Detach(Observer o) observers.remove(o); /通知public

34、void Notify() for (int i = 0; i < observers.size(); i+) observers.get(i).update(); 20代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士class ConcreteSubject extends Subject private String state; publicvoid setState(String state) this.state=state; publicString getState() returnstate; 【运行截图】【实验小结】观察者模式的适用情况有：当一个抽象模型有两个方面，而其中一个方面必

35、须依赖于另一个方面时。当对一个对象的改变需要同时改变其他对象但是却不知道具体有多少个对象等到改变时。当一个对象必须通知其他对象但是却不能与其他对象造成紧密耦合时。21代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验八职责链模式的应用【实验目的】1)掌握职责链模式（Chain of Responsibility）的特点2)分析具体问题，使用职责链模式进行设计。【实验内容和要求】高校学生请假需要符合学校规定，假如班主任可以批准 1天假，系主任可以批准 7天假，各学院院长可以批准 30天，学校校长可以批准 1年。应用职责链模式，用 JAVA控制台应用程序实现该设计。绘制该模式的 UML图。【模式UML图】【

36、模式代码】publicclass StudentClient publicstaticvoid main(String args) / TODO Autogenerated method stubHandler fdy=new FuDaoYuan(); Handler xzr=new XiZhuRen(); Handler xy=new XueYuan(); Handler xx=new XueXiao(); fdy.setSuccessor(xzr); xzr.setSuccessor(xy); xy.setSuccessor(xx); for (int i = 1; i < 20;

37、i+=2) fdy.handleRequest(i); 22代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士 /处理请求的接口abstractclass Handler protected Handler successor; publicvoid setSuccessor(Handler successor) this.successor=successor; publicabstractvoid handleRequest(int request); classFuDaoYuan extends Handler Overridepublicvoid handleRequest(int request)

38、 / TODO Autogenerated method stubif(request<=1) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"处理了请求"+request); else if(this.successor!=null) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"自身无法满足请求，转入下一个处理者"); this.successor.handleRequest(request); class XiZhuRen ext

39、ends Handler Overridepublicvoid handleRequest(int request) / TODO Autogenerated method stubif(request<=7) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"处理了请求"+request); else if(this.successor!=null) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"自身无法满足请求，转入下一个处理者");

40、 this.successor.handleRequest(request); 23代码重构与设计模式课堂实验 class XueYuan extends Handler 徐海蛟博士Overridepublicvoid handleRequest(int request) / TODO Autogenerated method stubif(request<=9) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"处理了请求"+request); else if(this.successor!=null) Syst

41、em.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"自身无法满足请求，转入下一个处理者"); this.successor.handleRequest(request); class XueXiao extends Handler OverridepublicvoidhandleRequest(int request) / TODO Autogenerated method stubif(request<=15) System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+"

42、;处理了请求"+request); else System.out.println("该生请假时间太长，不能批准"); 【运行截图】FuDaoYuan处理了请求 1 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen处理了请求 3 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen处理了请求 5 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen处理了请求 7 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者24代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYu

43、an处理了请求 9 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XueXiao处理了请求 11 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XueXiao处理了请求 13 FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XueXiao处理了请求 15 FuDaoYuan自身无法满足请求

44、，转入下一个处理者XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者该生请假时间太长，不能批准FuDaoYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者XiZhuRen自身无法满足请求，转入下一个处理者XueYuan自身无法满足请求，转入下一个处理者该生请假时间太长，不能批准【实验小结】职责链模式主要适用于以下情况：当有多个对象可以处理同一个请求，而具体哪个对象来处理这个请求在运行时刻需要自动判定时。当需要在不明确接受者的情况下向多个对象中的某一个提交请求时。当处理一个请求的对象集合应该动态地被确定时。25代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士实验九访问

45、者模式的应用【实验目的】1)掌握访问者模式（Visitor）的特点2)分析具体问题，使用访问者模式进行设计。【实验内容和要求】超市中有两类商品，苹果(Apple)和巧克力(Chocolate)，顾客(Custom)将所选商品放在购物车中(Shopping Cart)，然后到收银员(Cashier)处付款。在购物过程中，顾客需要对这些商品进行访问，以便确认这些商品的质量，之后收银员也需要访问购物车内的商品，以便计算价格。应用访问者模式，用 JAVA控制台应用程序实现该设计。绘制该模式的 UML图。【模式UML图】26代码重构与设计模式课堂实验【模式代码】import java.util.Arra

46、yList; import java.util.List; public class ShoppingTest 徐海蛟博士/* * param args */ public static void main(String args) / TODO Autogenerated method stub ShoppingCart sc=new ShoppingCart(); sc.Attach(new Apple("Apple"); sc.Attach(new Chocolate("Chocolate"); PersonVisitor pv=new Custo

47、mer(); sc.accept(pv); PersonVisitor ps=new Cashier(); sc.accept(ps); abstract class PersonVisitor public abstract void visitorApple(Apple apple); public abstract void visitorChocolate(Chocolate chocolate); class Customer extends PersonVisitor Override public void visitorApple(Apple apple) / TODO Aut

48、ogenerated method stub System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+" 选购"+apple.getName(); Override public void visitorChocolate(Chocolate chocolate) / TODO Autogenerated method stub System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+" 选购"+chocolate.getName(); class Cashier

49、 extends PersonVisitor 27代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士Override public void visitorApple(Apple apple) / TODO Autogenerated method stub System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+" 对"+apple.getName()+" 收银"); Override public void visitorChocolate(Chocolate chocolate) / TODO Autogenerat

50、ed method stub System.out.println(this.getClass().getSimpleName()+" 对"+chocolate.getName()+" 收银"); abstract class Shop protected String name; public Shop(String name) =name; public abstract void accpet(PersonVisitor pv); public String getName() return name; class Apple e

51、xtends Shop public Apple(String name) super(name); / TODO Autogenerated constructor stub Override public void accpet(PersonVisitor pv) / TODO Autogenerated method stub pv.visitorApple(this); class Chocolate extends Shop 28代码重构与设计模式课堂实验徐海蛟博士public Chocolate(String name) super(name); / TODO Autogenera

52、ted constructor stub Override public void accpet(PersonVisitor pv) / TODO Autogenerated method stub pv.visitorChocolate(this); class ShoppingCart List<Shop> shops=new ArrayList<Shop>(); public void Attach(Shop shop) shops.add(shop); public void Detach(Shop shop) shops.remove(shop); public void accept(PersonVisitor visitor) for (int i = 0