软件设计模式与体系结构

-.z计算机科学与技术学院?软件设计模式与体系构造?课程作业〔一〕〔2021/2021学年第二学期〕学生**：雷君学生专业：软件工程学生班级：142601学生**：202126170108指导教师：王飞目录TOC\o"1-2"\h\z\u实验一1工厂方法模式——汽车保险1抽象工厂方法模式——房屋信息3实验二6组合模式——空军指挥系统6适配器模式——客户信息验证8实验三11桥接模式——几何立体体积11访问者模式——计算机部件销售软件14实验四17策略模式——整数排序17状态模式——交通信号灯19实验五21MVC软件体系构造21-.z实验一工厂方法模式——汽车保险【实验内容】在例2.3的汽车保险管理应用程序实例上添加一个名为Lu*uryCarInsurance的类，并且，该类要与其他的类一样能执行相应的功能。【添加代码】添加Lu*uryCarInsurance类：publicclassLu*uryCarInsuranceimplementsAutoInsurance{privateStringdescription;publicStringgetInsuranceDescription(){ description="Lu*uryCarInsurance:\n\nLu*uryCarInsurancecoveragepaysformedicalbills"+ "lostwages,rehabilitation,treatmentand/or"+ "funeralcostsforanyoneinjuredorkilled"+ "byyourcar.Suchcoveragewillalsopayfor"+ "painandsufferingdamageswhenathird"+ "partysuccessfullysues.";returndescription;}}添加Lu*uryCarPolicyProducer类：publicclassLu*uryCarPolicyProducerimplementsPolicyProducer{publicAutoInsurancegetPolicyObj()//Fruitfactory(){returnnewLu*uryCarInsurance();}}添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringLU*URYCAR="Lu*uryCarInsurance";〔2〕cmbInsuranceType.addItem(LU*URYCAR);〔3〕if(type.equals(LU*URYCAR)){ pp=newLu*uryCarPolicyProducer();}【实验结果】【实验小结】使用工厂方法访问并且初始化适宜的类的对象，简化了应用程序，应用程序本身不再含有大量的条件语句判定何时选取哪个类。其次，工厂方法实现了一些特殊的*个类的机制，尤其是层次构造不同的类需要不同的初始化方法的时候。抽象工厂方法模式——房屋信息【实验内容】在例2.4中设计并且实现了豪华〔Super〕和中等〔Medum〕别墅〔House〕和公寓〔Condo〕的查询。要求在该设计的根底上，增加一个新的类SemiDetacher〔半独立式楼宇〕，并且编写代码实现相应的查询功能。【添加代码】1、添加SemiDetacher类：publicinterfaceSemiDetacher{ publicStringgetSemiDetacherInfo(); publicStringgetSemiDetacherFeatures();}添加SuperSemiDetacher类：publicclassSuperSemiDetacherimplementsSemiDetacher{privateStringname;publicSuperSemiDetacher(Stringame) { name=ame; }publicStringgetSemiDetacherInfo() { return"superSemiDetacher.html";} publicStringgetSemiDetacherFeatures() { return"SuperSemiDetacher"; }}3、添加MediumSemiDetacher类：publicclassMediumSemiDetacherimplementsSemiDetacher{ privateStringname; publicMediumSemiDetacher(Stringame) {name=ame; } publicStringgetSemiDetacherInfo() { return"MediumSemiDetacher.html"; } publicStringgetSemiDetacherFeatures() { return"MediumSemiDetacher"; }}添加BuildingFactory：publicabstractSemiDetachergetSemiDetacher();5、添加MediumBuildingFactory：publicSemiDetachergetSemiDetacher(){ returnnewMediumSemiDetacher("MediumSemiDetacher");}添加SuperBuildingFactory：publicSemiDetachergetSemiDetacher(){ returnnewSuperSemiDetacher("SuperSemiDetacher");}7、添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringSEMIDETACHER="SemiDetacher";〔2〕cmbHouseType.addItem(SEMIDETACHER);〔3〕if(type.equals(AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER)){SemiDetachercd=bf.getSemiDetacher(); StringfileNm=cd.getSemiDetacherInfo(); putHouseInfoToScreen(fileNm);}【实验结果】【实验小结】当客户对象要从一个相关的产品组中创立一个对象，而没有必要知道到底要创立哪个对象时，可以使用抽象工厂模式。如果不使用抽象工厂模式，创立对象的条件语句将会出现在客户程序的许多地方，程序的克维护性差。抽象工厂模式帮助程序员防止了以上所述的重复的、复杂的条件语句，提供必要的创立对象的接口。实验二组合模式——空军指挥系统【实验内容】在例3.3的设计中，添加一个空军大队〔Wing〕类，该类与Squadron、Group类是平行的，因此应该继承了AirUnit类。该类的写法与Squadron或者Group类是类似的，所不同的是一个Wing有216中类型的飞机。【添加代码】添加Wing类：publicclassWinge*tendsAirUnit{publicstaticfinalStringFEATURES="AWingwith216aircrafts";Airforce[]fighters=newAirforce[162];Airforce[]bombers=newAirforce[18];Airforce[]transporters=newAirforce[18];Airforce[]eAircrafts=newAirforce[18];publicWing(){for(intk=0;k<162;k++){//need162fighters }for(intk=0;k<18;k++){//need18bombers }for(intk=0;k<18;k++){//need18transporters }for(intk=0;k<18;k++){//need18eAirplanes }}publicStringgetDescription(){ returnFEATURES;}publicStringfight(){ returnsuper.fight(); }}添加GUI：〔1〕privateString[]AirForceUnit={"SQUADRON","GROUP","WING"};〔2〕add(1,6,airCheckBo*[13]);〔3〕elseif((m==13)&&(ckBo*States[13]==SELECTED)){ unit=newWing(); airUnits.attach(unit); unitInfo=unit.getDescription(); }【实验结果】【实验小结】我们这样来简单的理解组合模式，组合模式就是把一些现有的对象或者元素，经过组合后组成新的对象，新的对象提供内部方法，可以让我们很方便的完成这些元素或者内部对象的访问和操作。我们也可以把组合对象理解成一个容器，容器提供各种访问其内部对象或者元素的API，我们只需要使用这些方法就可以操作它了。适配器模式——客户信息验证【实验内容】关于例3.7的用于验证客户信息的离架产品类CusInfoValidation的功能扩展问题。要求使用适配器模式。【添加代码】添加InformationAdapter：publicbooleanisValidEmailAddr(StringEmailAddr){ booleanisValid=true; inta=0; intb=0;Stringns=EmailAddr.trim(); StringnStr=ns.replaceAll("\\s{1,}","); intlen=nStr.length();if((((nStr.charAt(0)>='A')&&(nStr.charAt(0)>='Z'))|| ((nStr.charAt(0)>='a')&&(nStr.charAt(0)>='z')))&&(len>=5)){ for(intm=0;m<len;m++){if((Character.isLetter(nStr.charAt(m))==true)&&(Character.isDigit(nStr.charAt(m))==true)){ isValid=false; } if(nStr.charAt(m)==''){ a++; } if(nStr.charAt(m)>='0'&&nStr.charAt(m)<='9'){ b++; } if((m==0)&&(Character.isLetter(nStr.charAt(m))==false)){ isValid=false; } } if(a!=1){ isValid=false; } if(b==0){ isValid=false; } returnisValid; } else{ returnfalse; } }添加CusInfoValidator：publicabstractbooleanisValidEmailAddr(StringEmailAddr);3、添加GUI：〔1〕privateJTe*tFieldt*tCustomerName,t*tAddress,t*tZip,t*tCellPhone,t*tSSN,t*tEmailAddr;〔2〕privateJLabellblCustomerName,lblAddress,lblZip,lblCellphone,lblSSN,lblEmailAddr;〔3〕t*tEmailAddr=newJTe*tField(20);〔4〕lblEmailAddr=newJLabel("EmailAddr:");〔5〕UIPanel.add(lblEmailAddr); UIPanel.add(t*tEmailAddr);〔6〕gridbag.setConstraints(lblEmailAddr,gbc);gbc.grid*=1; gbc.gridy=5; gridbag.setConstraints(t*tEmailAddr,gbc); gbc.grid*=0; gbc.gridy=6;〔7〕publicStringgetEmailAddr(){ returnt*tEmailAddr.getTe*t(); }〔8〕Stringemailaddr=getEmailAddr();〔9〕if(cusInfo.isValidEmailAddr(emailaddr)==false){dataTe*tArea.append("\nWrongformatofEmailAddr.");}else{dataTe*tArea.append("\nCorrectformatofEmailAddr.");}【实验结果】【实验小结】通过适配器，客户端可以调用同一接口，因而对客户端来说是透明的。这样做更简单、更直接、更紧凑；复用了现存的类，解决了现存类和复用环境要求不一致的问题；将目标类和适配者类解耦，通过引入一个适配器类重用现有的适配者类，而无需修改原有代码；一个对象适配器可以把多个不同的适配者类适配到同一个目标，也就是说，同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。对于对象适配器来说，更换适配器的实现过程比较复杂。实验三桥接模式——几何立体体积【实验内容】在例3.14中的设计实验层次类局部中，添加Ellipsoid〔椭球〕类，并且实现针对椭球体积的计算。【添加代码】1、添加椭球类：publicclassEllipsoidimplementsGeoForm{ privatedoubleaRadius; privatedoublebRadius; privatedoublecRadius; publicEllipsoid(doubleaRadius,doublebRadius,doublecRadius){this.aRadius=aRadius; this.bRadius=bRadius; this.cRadius=cRadius; } publicdoubleputeVolume(){ doublevolume=1.3333333*3.1415926*aRadius*bRadius*cRadius; returnvolume; } }2、添加GUI：〔1〕privateJTe*tFieldt*tEllipsoidRadius_a;privateJTe*tFieldt*tEllipsoidRadius_b;privateJTe*tFieldt*tEllipsoidRadius_c;〔2〕publicstaticfinalStringELLIPSOID="Ellipsoid";〔3〕cmbGeoForm.addItem(ELLIPSOID);〔4〕elseif(selection.equals(ELLIPSOID)){Stringa_radius=t*tEllipsoidRadius_a.getTe*t(); Stringb_radius=t*tEllipsoidRadius_b.getTe*t(); Stringc_radius=t*tEllipsoidRadius_c.getTe*t(); doublea=Double.valueOf(a_radius); doubleb=Double.valueOf(b_radius);doublec=Double.valueOf(c_radius); form=newEllipsoid(a,b,c); }〔5〕elseif(selection.equals(ELLIPSOID)) displayNewGUI(getTypePanel(ELLIPSOID));〔6〕elseif(type.equals(ELLIPSOID)){ JLabellblRadius_a=newJLabel("InputRadiusa"); JLabellblRadius_b=newJLabel("InputRadiusb"); JLabellblRadius_c=newJLabel("InputRadiusc"); t*tEllipsoidRadius_a=newJTe*tField(8); t*tEllipsoidRadius_b=newJTe*tField(8); t*tEllipsoidRadius_c=newJTe*tField(8); GridBagLayoutgridbag=newGridBagLayout(); typePanel.setLayout(gridbag); GridBagConstraintsgbc=newGridBagConstraints(); typePanel.add(lblRadius_a); typePanel.add(lblRadius_b); typePanel.add(lblRadius_c);typePanel.add(t*tEllipsoidRadius_a); typePanel.add(t*tEllipsoidRadius_b); typePanel.add(t*tEllipsoidRadius_c); typePanel.add(lblMeasure);typePanel.add(cmbMeasure); gbc.insets.top=5; gbc.insets.bottom=5; gbc.insets.left=1; gbc.insets.right=8; gbc.anchor=GridBagConstraints.WEST; gbc.grid*=0; gbc.gridy=0;gridbag.setConstraints(lblRadius_a,gbc);gbc.grid*=1; gbc.gridy=0;gridbag.setConstraints(t*tEllipsoidRadius_a,gbc);gbc.grid*=0; gbc.gridy=1;gridbag.setConstraints(lblRadius_b,gbc);gbc.grid*=1; gbc.gridy=1;gridbag.setConstraints(t*tEllipsoidRadius_b,gbc);gbc.grid*=0; gbc.gridy=2; gridbag.setConstraints(lblRadius_c,gbc); gbc.grid*=1;gbc.gridy=2;gridbag.setConstraints(t*tEllipsoidRadius_c,gbc);gbc.grid*=0; gbc.gridy=3;gridbag.setConstraints(lblMeasure,gbc);gbc.grid*=1; gbc.gridy=3;gridbag.setConstraints(cmbMeasure,gbc); }【实验结果】【实验小结】通过这次实验我们大概理解了桥接模式，通过关联“抽象层次类〞与“具体层次类〞这一桥梁，将表示两个维度的层类〔数据构造〕粘贴在一起，形成更大的数据构造，而这种变化又不会对现有的类产生影响，这种思路的终极想法是将软件设计的抽象局部与实现局部别离，使它们都可以独立的变化。访问者模式——计算机部件销售软件【实验内容】在例4.5的设计中添加一个类SoundBo*。该类实现接口puterParts，并且其他的计算机部件的类的构造类似。【添加代码】1、添加SoundBo*类：publicclassSoundBo*implementsputerParts{publicstaticfinalStringNAME="SoundBo*"; privatefinaldoublePRICE=127.00; publicstaticfinalStringFEATURES="SoundBo*.*3K"; publicStringgetName(){ returnNAME; } publicdoublegetPrice(){returnPRICE;}publicStringgetDescription(){ returnFEATURES; } publicvoidaccept(Visitorv){System.out.println("SoundBo*hasbeenvisited.");v.visitSoundBo*(this);}}添加GUI:〔1〕String[]pParts={"Case","Motherboard","Microprocessor","Memory","DriveController","VideoCard","Fan","PowerSupply","HardDiskDrive","CDDrive","DVDDevice","Monitor","Keyboard","Mouse","SoundBo*","Assembly","WholePC"};〔2〕for(intk=11;k<17;k++)add(0,k,cParts[k]);〔3〕elseif(source==cParts[14]) states[14]=state; elseif(source==cParts[15]){ if(state==SELECTED){ cParts[1].setSelected(true);cParts[8].setSelected(true); } elseif(state==DESELECTED){ cParts[1].setSelected(false); cParts[8].setSelected(false); } states[15]=state; } elseif(source==cParts[16]){if(state==SELECTED){ cParts[0].setSelected(true); for(intk=11;k<15;k++) cParts[k].setSelected(true); } elseif(state==DESELECTED){ cParts[0].setSelected(false); for(intk=11;k<15;k++) cParts[k].setSelected(false); } states[16]=state; }〔4〕elseif((m==14)&&(states[14]==SELECTED)){ part=newSoundBo*(); msg.add("SoundBo*"); }3、添加Visitor：publicabstractvoidvisitSoundBo*(SoundBo*e);添加PriceVisitor：publicvoidvisitSoundBo*(SoundBo*e){ price=e.getPrice(); partsPrices.add(newDouble(price)); total+=price;}5、添加PartsInfoVisitor：publicvoidvisitSoundBo*(SoundBo*e){ partInfo=e.getDescription(); allOders=allOders+"\n"+partInfo; }【实验结果】【实验小结】通过此次实验让我们更加深刻的理解了访问者模式，它在处理数据构造较稳定，但是作用于其上的操作需要经常变化的问题时时非常有效的，因此可以在不改变该构造体中的类的根底上定义一个新的操作，这个实验就是如此，我们只需要添加新的类，然后调用accept(pv)方法就可以。实验四策略模式——整数排序【实验内容】在例4.13的设计中的排序策略局部，添加一个类BidirectionaBubbleSort，进展“双向冒泡法排序〞，以便扩展该排序系统的功能。为了实现扩展功能，需要相应地修改Conte*t类与客户图形界面类StrategyGUI。【添加代码】添加BidirBubbleSort类：publicclassBidirBubbleSortimplementsSortAlgorithm{publicint[]sort(int[]nums,Conte*tct){ct.startE*ecution();intj;intlimit=nums.length;intst=-1;while(st<limit){booleanflipped=false;st++;limit--;for(j=st;j<limit;j++){if(nums[j]>nums[j+1]){intT=nums[j];nums[j]=nums[j+1];nums[j+1]=T;flipped=true;}}if(!flipped){ct.endE*ecution();returnnums;}for(j=limit;--j>=st;){if(nums[j]>nums[j+1]){intT=nums[j];nums[j]=nums[j+1];nums[j+1]=T;flipped=true;}}if(!flipped){ ct.endE*ecution();returnnums;}}ct.endE*ecution();returnnums;}}添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringBidirBubble="BidirBubbleSort";〔2〕cmbAlgorithm.addItem(BidirBubble);〔3〕if(type.equals(BidirBubble)){ sa=newB