面向对象系统分析和设计综合实验报告4

1、实验名称：实验4 设计模型实验2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行重构；2熟练使用面向对象编程语言（JAVA或 C+）实现几种常见的设计模式，包括单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，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、实验要求1. 选择合适的面向对象设计原则对系统进行重构，正确无误地绘制重构之后的类图；2. 结合实例，正确无误地绘制单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式的结构图；3. 实现单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，代码运行正确无误。三、实验内容1. 现实生活中，居民身份证号码

2、具有唯一性，同一个人不允许有多个身份证号码，第一次申请身份证时将号码分配给居民， 如果之后因为遗失等原因补办时， 还是使用原来的身份证号码，不会产生新号码，现使用单例模式模拟该场景。1） 类图2） 实现代码：publicclassIdClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) IdentityCardNo.getInstance();IdentityCardNo.getInstance();packageRefactoring1;publicclassIdentityCardNo privatestaticIdentityCardNoinstance;pr

3、ivateStringno;privateIdentityCardNo() publicstaticIdentityCardNo getInstance() if( instance=null) System.out .println(" 第一次办理身份证，分配新号码" );instance=new IdentityCardNo();instance.setNo("No6000654321");System.out .println(" 身份证号码为：" +instance.getNo();elseSystem.out .printl

4、n(" 重复办理身份证, 获取旧号码！" );returninstance;publicString getNo() returnno ;publicvoidsetNo(Stringno ) this. no =no;2. 每一麻将局都有两个骰子，因此骰子就应当是双例类。现使用多例模式模拟该场景。1） 类图2） 实现代码：importimportpublicclassDice privatestaticDiceprivatestaticDiceprivateDice() die1=new Dice();die2=new Dice();publicstaticDice get

5、Instance(if( whichOne= 1) returndie1 ;elsereturndie2 ;intwhichOne ) publicsynchronizedintdice() Dated =new Date();Random r =new Random( d.getTime();intvalue=r .nextInt();value= Math.abs ( value );value=value% 6;value+= 1;returnvalue ;public class DiceClient private static Dice die1, die2;public stat

6、ic void main(String args) die1 = Dice.getInstance(1);die2 = Dice.getInstance(2);第一骰子骰出 : " + die1.dice();第二骰子骰出 : " + die2.dice();3. 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：学生凭学生证可享受票价8 折优惠；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）；影院 VIP 用户

7、除享受票价半价优惠外还可进行积分，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。1） 类图积分累计到一定额度可换取电2） 实现代码：publicinterfaceDiscount publicdoublecalculate(doubleprice);publicclassMovieTicket privatedoubleprice;privateDiscountdiscount;publicvoidsetPrice(doublethis. price=price;/ 维持一个对抽象折扣类的引用price) / 注入一个折扣类对象p

8、ublicvoidsetDiscount(Discountdiscount) this. discount=discount;publicdoublegetPrice() / 调用折扣类的折扣价计算方法returndiscount.calculate(this. price);/VIP会员票折扣类：具体策略类publicclassVIPDiscountimplementsDiscount publicdoublecalculate(doubleprice) System.out .println("VIP票： " );System.out .println(" 增

9、加积分！ " );returnprice* 0.5;/ 学生票折扣类：具体策略类publicclassStudentDiscountpublicdoublecalculate(System.out .println(returnprice* 0.8;implementsdoubleprice" 学生票： " );Discount ) / 儿童票折扣类：具体策略类publicclassChildrenDiscountimplementsDiscount publicdoublecalculate(doubleprice) System.out .println(&q

10、uot; 儿童票： " );returnprice- 10;publicclassMoviceClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) MovieTicketmt =new MovieTicket();doubleoriginalPrice= 60.0;doublecurrentPrice;mt.setPrice(originalPrice);System.out .println(" 原始价为： " +originalPriceSystem.out .println("-"););Discountdis

11、count= new VIPDiscount();/vip用户mt.setDiscount(discount ); /注入折扣对象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后价为： " +currentPrice);discount= new StudentDiscount();/ 学生用户mt.setDiscount(discount ); /注入折扣对象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后价为： " +currentPrice)

12、;discount= new ChildrenDiscount();/ 儿童用户mt.setDiscount(discount ); /注入折扣对象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后价为： " +currentPrice);3） 实现结果 :4. 某软件公司欲开发一款飞机模拟系统，该系统主要模拟不同种类飞机的飞行特征与起飞特征，需要模拟的飞机种类及其特征如表1 所示：表 1 飞机种类及特征一览表飞机种类起飞特征飞行特征直升机 (Helicopter)垂直起飞 (VerticalTakeOff)亚音速飞行 (

13、SubSonicFly)客机 (AirPlane)长距离起飞 (LongDistanceTakeOff)亚音速飞行 (SubSonicFly)歼击机 (Fighter)长距离起飞 (LongDistanceTakeOff)超音速飞行 (SuperSonicFly)鹞式战斗机 (Harrier)垂直起飞 (VerticalTakeOff)超音速飞行 (SuperSonicFly)为将来能够模拟更多种类的飞机，试采用策略模式设计并模拟实现该飞机模拟系统。1） 类图2） 实现代码：publicclassplane privatestatestate; / 状态publicvoidsettakeoff

14、Features(statetFeatures)this. state=tFeatures;publicvoidsetplanetype(Stringif ( type =" 直升机 " )state=new Helicopter();elseif ( type = " 客机 " )state=new AirPlane();type ) elseif ( type = " 歼击机 state =new Fighter();" )elseif ( type = " 鹞式战斗机 state =new Harrier();&quo

15、t; )elsestate=null;publicvoidtakeoff()state.takeOff();publicvoidfly()state.fly();publicclassAirPlaneimplementsstateOverridepublicString takeOff() System. out .println(" 长距离起飞return" 长距离起飞 " ;" );OverridepublicString fly() System. out .println(return" 亚音速飞行" ;" 亚音速飞

16、行" );publicclassFighterimplementsstateOverridepublicString takeOff() System. out .println(" 长距离起飞return" 长距离起飞 " ;" );OverridepublicString fly() System. out .println(return" 超音速飞行" ;" 超亚音速飞行" );publicclassHarrierimplements stateOverridepublicString takeOf

17、f() System.out .println(" 垂直起飞 " );return"垂直起飞 "OverridepublicString fly() System.out .println(" 超亚音速飞行 " );return" 超音速飞行 " ;publicclassHelicopterimplements stateOverridepublicString takeOff() System.out .println(" 垂直起飞 " );return"垂直起飞 "Ove

18、rridepublicString fly() System. out .println(" 亚音速飞行 " );return" 亚音速飞行 " ;publicinterfacestate publicString takeOff();/ 起飞publicString fly();/ 飞行publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) planeplaneplaneplaneplane=new plane();.setplanetype(" 歼击机.takeoff();.fly();&qu

19、ot; );3） 实现结果：5. 儿子、妈妈、父亲三人合作画一幅画，儿子负责画出一朵花的轮廓，妈妈负责涂上颜色、父亲负责将画裱在画框里。现请使用装饰模式模拟这个过程。1） 类图2） 实现代码：publicinterfacepainting publicString Draw();publicclassSonimplementspaintingOverridepublicString Draw() System. out .println(" 儿子用笔画出了花的轮廓return" 儿子用笔画出了花的轮廓" ;" );publicclass private

20、public thisFatherimplementspaintingpaintingFather(painting. painting= paintingpainting; / 被装饰者painting) ;privatepublicFather() voidpaint() / 爸爸装饰者做的职责System.out .println(" 爸爸正在做上画框前的准备工作painting.Draw();/爸爸装饰者做职责System.out .println(" 父亲将画裱在画框里" );OverridepublicString Draw() System. out

21、 .println(" 父亲将画裱在画框里" );return" 父亲将画裱在画框里" ;" );publicclassprivateMother paintingimplements paintingpainting; / 被装饰者publicthisMother(painting. painting= paintingpainting;) privateMother() publicvoidpaint() System. out .println(" 妈妈正在做给画上颜色前的准备工作。painting.Draw();/ 妈妈装饰者

22、做的职责System. out .println(" 妈妈给画上好了颜色" );OverridepublicString Draw() System. out .println(" 妈妈给画上好了颜色" );return" 妈妈给画上好了颜色" ;" );publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringpaintingpainting= new Son();painting.Draw();painting=new Mother(paintingpainting.Draw();pain

23、ting=new Father(paintingpainting.Draw();args ););3） 实现结果：6. 某公司想通过网络传输数据，但是担心文件被窃取。他们的所有数据都采用字符的方式传送。 现在他们开发了一个数据加密模块，可以对字符串进行加密， 以便数据更安全地传送。最简单的加密算法通过对字母向后移动6 位来实现， 同时还提供了稍复杂的逆向输出加密，还提供了更为高级的求模加密，让每一位与6 求模。用户先使用最简单的加密算法对字符串进行加密，再对加密之后的结果使用复杂加密算法进行二次加密， 再对二次加密结果用高级加密算法进行第三次加密。 现请使用装饰模式模拟这个过程。1） 类图2）

24、 实现代码：publicclassConcreteEncryptimplementsEncryptComponetprivateEncryptComponetencryptComponet;publicConcreteEncrypt(EncryptComponetencryptComponetsuper ();this. encryptComponet=encryptComponet;) publicvoid encrypt() encryptComponet.encrypt();publicinterfaceEncryptComponet publicabstractvoidencrypt(

25、);publicclassRawDataimplementsEncryptComponetpublicvoidencrypt() System.out .println(" 这是要发送的数据" );publicclassReversEncryptimplementspublicReversEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addReservesEncrypt();privateSystem.voidaddReservesEncrypt() out .println(" 反向加密"

26、 );Overridepublicvoidencrypt() public class SuperEncrypt implements public SuperEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addSuperEncrypt();privateSystem.voidaddSuperEncrypt() out .println(" 最高加密算法" );Overridepublicvoidencrypt() public class TranslateEncrypt implements public

27、TranslateEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addTranslateEncrypt();privateSystem.voidaddTranslateEncrypt() out .println(" 移动加密 " );Overridepublicvoidencrypt() publicclass Client publicstaticvoidmain(Stringargs ) EncryptComponets0 , s1 , s2 , s3 ;s0=new RawData();s1=new T

28、ranslateEncrypt(s0 );s2=new ReversEncrypt(s1 );s3=new SuperEncrypt(s2 );s3 .encrypt();7. 现需要设计一个可以模拟各种动物行为的机器人，在机器人中定义了一系列方法，如机器人叫喊方法cry()、机器人移动方法move()等。如果希望在不修改已有代码的基础上使得机器人能够像狗一样叫，像狗一样跑，使用适配器模式进行系统设计。1)类图2) 实现代码public interface public void public voidRobot cry();move();publicclassDog publicvoidba

29、rks()System. out .println(" 狗在叫" );publicvoidrun()System. out .println(" 狗在跑" );publicclassDogadapterOverridepublicvoidcry() barks();extendsDogimplementsRobotOverridepublicvoidmove() run();publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) Dogadapterdogrobot=new Dogadapter();dog

30、robot.move();dogrobot.cry();3) 实现结果8. 在 NBA 作为外籍中锋，我需要翻译，具体场景描述如下：姚明刚来到 NBA，身材够高，球技够好；但是英语不是很懂，听不懂教练的战术安排；球员分为前锋、中锋和后卫；教练会给球员分配进攻、防守任务。现请使用适配器模式模拟这个场景。1） 类图2） 实现代码：publicabstractclassPlayerprotected String public Player(Stringname;name)this. name =name;publicpublicabstractabstractvoidattack();voidde

31、fense();publicclassGuardsextendsPlayerpublicGuards(Stringname)super ( name);publicvoidattack()System.out .println(" 后卫 " +name +" 进攻 " );publicvoiddefense()System.out .println("后卫" +name +" 防守" );publicclassCenterpublicCenter(StringextendsPlayername)super ( name);publicvoidattack()System.out .println(" 中锋 " +name +" 进攻 " )