面向对象系统分析和设计综合试验报告

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、实验目的.熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构；.熟练使用面向对象编程语言( JAVA或C+ )实现几种常见的创建型设计模式和行 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，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。二、实验要求.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；.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 法的模式结构图；.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。、

2、实验内容.在某图形库 API中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示:CircleTriangle+init ():void+setColor ():void+fill ():void+setSize ():void+display ():void+init ():void+setColor (): void+fill ():void+setSize ():void+display ():void.+init ():void+setColor ():void+fill ():void+setSize ():void+display

3、():voidRectangle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建的图形，setC010ro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： 由于在创建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; 客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复 杂，导致客户类代码冗长

4、且难以维护。现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下： 隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用图形 时无须直接创建图形对象，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、-i-miGrc也加眸* pfEtducr&bapei : IngApi* produca5bapeil: ImqpiGlffll StringinitQ： StfinflsdCDlwfl: Stringsetiraiel: Slrirgi

5、di5-pla/J; Strinig inO； STngi se1t2a4crl7: Striftg*tri灼城1.#： 叫* 川 Qi m事产“0. 名加ng修 七寸）： S&i叫 KfSbr倡 Sfring di写Siring fillQ: Slinrig Tri*nglwinttM 鼾6咐$#次小苧而9皿第1介曳曲9d海口|用加3恒5力守* fl（： 5仃觉$|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：创建新图形只要新加入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。单一职责原则：每个工厂只生产对应图形。2.某销售管理系统支持多种支付方式，如现金支付、

6、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行重构。public voidpaytSiniig type)i H type. l u li iLs I ci dirtuse I. cii sb力现金支付处理代码i电ypC-cqLLulsIpLbrcCjud(士redimM)川K用E支付处理代码dive if(typc cquHlsIgnoreCiiwCvoucher*)冰企房支付处理低码1）类图F-*0 Ipaymelhon payO： void4-j= ww CreditCa rd Cash Voucher payQ：void10 payQ: void。pay

7、O： voidO IpayFactory。c ratePa meth on (|p a y rn eth n! Strin g J: I paym ethon2)实现代码：public class Client IpayFactory();public static void main(String口 args) IpayFactory iFactory = newIpaymethon paymethon = iFactory .createPaymethon( cash); if (paymethon != null) paymethon .pay(); else System.out .p

8、rintln( error);public class IpayFactory public Ipaymethon createPaymethon(String paymethon ) if (paymethon .equalsIgnoreCase( cash) return new Cash();else if (paymethon .equalsIgnoreCase( creditcard ) return new CreditCard();if (paymethon .equalsIgnoreCase( voucher ) return new Voucher(); else retur

9、n null ;public interface Ipaymethon public void pay();public class Cash implements Ipaymethon public void pay()System.out .println( Cash pay);public class CreditCard implements Ipaymethon public void pay()System.out .println( CreditCard pay);public class Voucher implements Ipaymethon public void pay

10、()System.out .println( Voucher pay);3)实现结果：且 Console 3cer rnridted i Client (4Jjvj ip plication C：jCash pay3.使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(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 UnsupportedShapeException 异常，绘制类图并编程模拟实现。1)类图6 Gienl0 U r Ljpp

11、trtFi p pF rrpptinnvIJn supported Shar (|2)实现代码： public interface Shape public void draw(); public void erase(); public class Circle implements Shape public void draw()System.out .println( draw Circle);public void erase() System.out .println( erase Circle);public class Rectangle implements Shape pub

12、lic void draw()System.out .println( draw Rectangle); public void erase()System.out .println( erase Rectangle);)public class Triangle implements Shape public void draw()System.out .println( draw Triangle);) public void erase() System.out .println( erase Triangle);)public class ShapeFactory public sta

13、tic Shape produceShape(String shape) throws UnsupportedShapeException if (shape .equals( Circle) System.out.println( Circle); return new Circle(); ) else if (shape .equals( Triangle) System.out.println( Triangle); return new Triangle();)else if (shape .equals( Rectangle) System.out.println( Rectangl

14、e); return new Rectangle();) else throw new UnsupportedShapeException(); )public class UnsupportedShapeException extends Exception public UnsupportedShapeException () System.out .println(绘制图形异常，请确认输入图形。);)public class Client public static void main(String args) ShapeFactory shapeFactory = new ShapeF

15、actory();try shapeFactory .produceShape(Circle ).draw();shapeFactory produceShape(Circle ).erase(); catch (UnsupportedShapeException e) e.printStackTrace();)3)实现结果：ecLaration 里 Console 送也rminntedA Client (2) Jaya Applicatinn DijaYajdkLBXJ 152biCircledraw CircleCircleerase Circle.现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图

16、片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器(ImageReader),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 来创建，ImageReaderFactory是一个抽象类，用于定义创建图片读取 器的工厂方法，其子类GifReaderFactory和JpgReaderFactory用于创建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：publi

17、c class Client public static void main(String args) JpgReaderFactory jFactory = new JpgReaderFactory(); jFactory .produceImageReader().readimage();GifReaderFactory gFactory = new GifReaderFactory(); gFactory .produceImageReader().readimage();) public interface ImageReader public void readimage();)pu

18、blic class GifReader implements ImageReader public void readimage()System.out .println( Read gif image.);)public class JpgReader implements ImageReader public void readimage()System.out .println( jpg reader);System.out .println( Read jpg image.);) public abstract class ImageReaderFactory public abst

19、ract ImageReader produceImageReader();)public class GifReaderFactory extends ImageReaderFactory public ImageReader produceImageReader()System.out .println( gif reader); return new GifReader();)public class JpgReaderFactory extends ImageReaderFactory public ImageReader produceImageReader()return new

20、JpgReader();)3)实现结果：Javadoc 囤 Declaration 后 Console S3rminated Client (1) Java Application D;jav/dk jpg reader Read jpg image.gif readerRead gif image.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，绘制类图并编程模拟实现。1）类图。Laptop-0 UpCpL01

21、 IFarrorry& DtllFntory亩 hlpLfpEcp ihatwQ: void Arr daupTcHp描刈vnd0 ctriBteLaptoprk HpLa ntc si creaieLAipiopO： AtrLsmcp -EhoiwQE vn 国 cre-nrt?LapftspO： LnQ*L呻 p2)实现代码：public class Client public static void main(String口 args) IFactory lf = new HpFactory(); Laptop tp = lf .createLaptop();tp .show();lf

22、= new AcerFactory();tp = lf.createLaptop();tp .show();lf = new LenovoFactory();tp = lf.createLaptop();tp .show();lf = new DellFactory();tp = lf.createLaptop(); tp .show();public interface IFactory public Laptop createLaptop();public class AcerFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()r

23、eturn new AcerLaptop();public class DellFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()return new DellLaptop();)public class HpFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()return new HpLaptop();)public class LenovoFactory implements IFactory public Laptop createLaptop()return new

24、 LenovoLaptop();)public abstract class Laptop public void show();)public class AcerLaptop extends Laptop public void show() System.out .println( AcerLaptop);public class DellLaptop extends Laptop public void show()System.out .println( DellLaptop);public class HpLaptop extends Laptop public void show

25、()System.out .println( HpLaptop);public class LenovoLaptop extends Laptop public void show()System.out .println( LenovoLaptop); )3)实现结果：J-avadoc 晅 Declaration S Console 眼 Client Java ApplicationHpLaptopAcerLaptopLenovoLaptopDellLaptop.某软件公司欲开发一套界面皮肤库，可以对桌面软件进行界面美化。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，其结构

26、如下图所示：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基础上增加新的皮肤。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O 4 tMtracutfon期ixH *oid0 SprngildnffrtQry 口- Mgeumn* AfewMiHMg rr/il!-TvlbriQ: AbieitTrtH-yhm Ere-BteCgrrdbgbQKli 启bs七学成0E0口“花0 ClienfO讪桔壮6ry* t r*ste Tfirttwa nJ) ： iAb-sr serT4 wEfae 1 ErgE#&EhoboT：b

27、OkHixnilI!0 . gfjXB壮tm； Abs-t-actButaxi -AbitFacl7e.cbd miwCeHttbiabMil： AbffractCiSiMb&bEii；日 ireer lcjctbos赤on信而d目 B -cE jScti曲4,& void IJluTwitiw Hdcwu. Eld i an r， “a 4 aAA & J = m s m 4 si i ra - i f a aa 二一bumi jwaaa. dHswOi *d GrwrCsjtnbDboM.* lloK)! *old aiTpnO, grl2)实现代码：public class Client

28、 public static void main(String args) SpringSkinFactory skinFactory = new SpringSkinFactory();skinFactory .createButton().action();skinFactory .createTextbox().action();skinFactory .createCombobox().action();public interface SkinFactory public AbstractButton createButton();public AbstractTextbox cre

29、ateTextbox();public AbstractCombobox createCombobox();public class SpringSkinFactory implements SkinFactory public AbstractButton createButton()System.out .println(生成 green button);return new GreenButton();public AbstractTextbox createTextbox()System.out .println(生成 green textbox);return new GreenTe

30、xtbox();public AbstractCombobox createCombobox()System.out .println(生成 green combobox);return new GreenCombobox();)public class SummerSkinFactory implements SkinFactory public AbstractButton createButton()System.out .println(生成 blue button); return new BlueButton();)public AbstractTextbox createText

31、box() System.out .println(生成 blue textbox); return new BlueTextbox();)public AbstractCombobox createCombobox() System.out .println(生成 blue combobox); return new BlueCombobox();)public interface AbstractButton public void action();)public class GreenButton implements AbstractButton Overridepublic voi

32、d action() System.out .println( Green button);)public class BlueButton implements AbstractButton Overridepublic void action() System.out .println( Blue button);)public interface AbstractTextbox public void action();)public class GreenTextbox implements AbstractTextbox Overridepublic void action() Sy

33、stem.out .println( Green Textbox);)public class BlueTextbox implements AbstractTextbox Overridepublic void action() System.out .println( Blue Textbox);) public interface AbstractCombobox public void action();)public class GreenCombobox implements AbstractCombobox public void action() System.out .pri

34、ntln( Green Combobox);)public class BlueCombobox implements AbstractCombobox public void action() System.out .println( Blu Combobox);)3)实现结果： Javadoc 二；Declaration 日 Consok 餐terminated Client (3j Java Application D:favajdli1 K0 11 生成 gpgen button Green buttongreen textboxGreen Textbox 生成 gpcen combo

35、box Green Combobox.麦当劳(McDonalds )和肯德基(KFC)快餐店者B经营汉堡 (Hamburg )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：public class Client public static void main(String口 args) Hamburg h;Cola c;AbstractFactory af = new MDNFactory();h = af.createHamburg();c = af.createCola();h.getHumburg();c.ge

36、tCola();af = new KDJFactory();h = af.createHamburg();c = af.createCola();h.getHumburg();c.getCola();public interface AbstractFactory public Hamburg createHamburg();public Cola createCola();public class KDJFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() return new KDJHamburg

37、();Overridepublic Cola createCola() return new KDJCola();public class MDNFactory implements AbstractFactory Overridepublic Hamburg createHamburg() return new MDNHamburg();Overridepublic Cola createCola() return new MDNCola();public interface Cola public void getCola();public class KDJCola implements

38、 Cola Overridepublic void getCola() System.out .println( KDJCola);public class MDNCola implements Cola Overridepublic void getCola() System.out .println( MDNCola);public interface Hamburg public void getHumburg();public class KDJHamburg implements Hamburg Overridepublic void getHumburg() System.out .println( KDJHamburg);)public class MDNHamburg implements Hamburg Overridepublic void getHumburg() System.out .println( MDNHamburg);)3)实现结果：但 Javadoc 叵,Dclaratjon 园 Console 之 | Cli