1、 計算機科學與技術學院軟件設計模式與體系結構課程作業（一） （2016/2017學年 第二學期）學生姓名： 雷 君學生專業： 軟件工程學生班級： 142601學生學號： 201426170108指導教師： 王 飛 目 錄實驗一1工廠方法模式汽車保險1抽象工廠方法模式房屋信息3實驗二6組合模式空軍指揮系統6適配器模式客戶信息驗證8實驗三11橋接模式幾何立體體積11訪問者模式計算機部件銷售軟件14實驗四17策略模式整數排序17狀態模式交通信號燈19實驗五21MVC軟件體系結構21實驗一工廠方法模式汽車保險【實驗內容】 在例2.3的汽車保險管理應用程序實例上添加一個名為LuxuryCarInsura

2、nce的類，并且，該類要與其他的類一樣能執行相應的功能?！咎砑哟a】1、 添加LuxuryCarInsurance類： public class LuxuryCarInsurance implements AutoInsurance private String description; public String getInsuranceDescription() description = " LuxuryCarInsurance: nnLuxuryCarInsurance coverage pays for medical bills" + " lost w

3、ages, rehabilitation, treatment and/or" + " funeral costs for anyone injured or killed " + " by your car. Such coverage will also pay for" + " pain and suffering damages when a third " + " party successfully sues. " return description; 2、 添加LuxuryCarPolic

4、yProducer類： public class LuxuryCarPolicyProducer implements PolicyProducer public AutoInsurance getPolicyObj() /Fruit factory() return new LuxuryCarInsurance(); 3、 添加GUI： （1）public static final String LUXURYCAR = "LuxuryCar Insurance" （2）cmbInsuranceType.addItem(LUXURYCAR); （3）if (type.equ

5、als(LUXURYCAR) pp=new LuxuryCarPolicyProducer(); 【實驗結果】 【實驗小結】使用工廠方法訪問并且初始化合適的類的對象，簡化了應用程序，應用程序本身不再含有大量的條件語句判定何時選取哪個類。其次，工廠方法實現了一些特殊的某個類的機制，尤其是層次結構不同的類需要不同的初始化方法的時候。抽象工廠方法模式房屋信息【實驗內容】 在例2.4中設計并且實現了豪華（Super）和中等（Medum）別墅（House）和公寓（Condo）的查詢。要求在該設計的基礎上，增加一個新的類SemiDetacher（半獨立式樓宇），并且編寫代碼實現相應的查詢功能?！咎砑哟a】

6、1、添加SemiDetacher類： public interface SemiDetacher public String getSemiDetacherInfo(); public String getSemiDetacherFeatures(); 2、 添加SuperSemiDetacher類： public class SuperSemiDetacher implements SemiDetacher private String name; public SuperSemiDetacher(String cName) name = cName; public String getSe

7、miDetacherInfo() return "superSemiDetacher.html" public String getSemiDetacherFeatures() return "Super SemiDetacher " 3、添加MediumSemiDetacher類： public class MediumSemiDetacher implements SemiDetacher private String name; public MediumSemiDetacher(String cName) name = cName; public

8、 String getSemiDetacherInfo() return "MediumSemiDetacher.html" public String getSemiDetacherFeatures()return "Medium SemiDetacher " 4、 添加BuildingFactory： public abstract SemiDetacher getSemiDetacher();5、添加MediumBuildingFactory： public SemiDetacher getSemiDetacher() return new Med

9、iumSemiDetacher("Medium SemiDetacher"); 6、 添加SuperBuildingFactory： public SemiDetacher getSemiDetacher() return new SuperSemiDetacher("Super SemiDetacher"); 7、添加GUI： （1）public static final String SEMIDETACHER = "SemiDetacher" （2）cmbHouseType.addItem(SEMIDETACHER); （3）if

10、 (type.equals(AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER) SemiDetacher cd = bf.getSemiDetacher(); String fileNm = cd.getSemiDetacherInfo(); putHouseInfoToScreen(fileNm); 【實驗結果】 【實驗小結】 當客戶對象要從一個相關的產品組中創建一個對象，而沒有必要知道到底要創建哪個對象時，可以使用抽象工廠模式。如果不使用抽象工廠模式，創建對象的條件語句將會出現在客戶程序的許多地方，程序的克維護性差。抽象工廠模式幫助程序員避免了以上所述的重復的、復雜的條件語句

11、，提供必要的創建對象的接口。實驗二組合模式空軍指揮系統【實驗內容】 在例3.3的設計中，添加一個空軍大隊（Wing）類，該類與Squadron、Group類是平行的，因此應該繼承了AirUnit類。該類的寫法與Squadron或者Group類是類似的，所不同的是一個Wing有216中類型的飛機?！咎砑哟a】1、 添加Wing類： public class Wing extends AirUnit public static final String FEATURES = "A Wing with 216 aircrafts" Airforce fighters = new

12、Airforce162; Airforce bombers = new Airforce18; Airforce transporters= new Airforce18; Airforce eAircrafts = new Airforce18; public Wing() for(int k=0;k<162;k+) / need 162 fighters for(int k=0;k<18;k+) / need 18 bombers for(int k=0;k<18;k+) / need 18 transporters for(int k=0;k<18;k+) / n

13、eed 18 eAirplanes public String getDescription() return FEATURES; public String fight() return super.fight(); 2、 添加GUI： （1）private String AirForceUnit = "SQUADRON", "GROUP", "WING" （2）add(1, 6, airCheckBox13); （3）else if (m=13) && (ckBoxStates13 = SELECTED) unit

14、 = new Wing(); airUnits.attach(unit); unitInfo = unit.getDescription(); 【實驗結果】 【實驗小結】 我們這樣來簡單的理解組合模式，組合模式就是把一些現有的對象或者元素，經過組合后組成新的對象，新的對象提供內部方法，可以讓我們很方便的完成這些元素或者內部對象的訪問和操作。我們也可以把組合對象理解成一個容器，容器提供各種訪問其內部對象或者元素的API，我們只需要使用這些方法就可以操作它了。適配器模式客戶信息驗證【實驗內容】 關于例3.7的用于驗證客戶信息的離架產品類CusInfo Validation的功能擴展問題。要求使用適

15、配器模式?！咎砑哟a】1、 添加InformationAdapter： public boolean isValidEmailAddr(String EmailAddr) boolean isValid=true; int a=0; int b=0; String ns = EmailAddr.trim(); String nStr = ns.replaceAll("s1,", ""); int len = nStr.length(); if ( (nStr.charAt(0) >='A')&&(nStr.charA

16、t(0) >='Z')| (nStr.charAt(0) >='a')&&(nStr.charAt(0) >='z') && (len>=5) ) for(int m=0; m<len; m+) if( (Character.isLetter(nStr.charAt(m)=true)&& ( Character.isDigit(nStr.charAt(m)=true) ) isValid=false; if(nStr.charAt(m)='') a+;

17、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; return isValid; else return false; 2、 添加CusInfoValidator： public abstract boolean isValidEmailAddr(S

18、tring EmailAddr);3、添加GUI： （1）private JTextField txtCustomerName, txtAddress,txtZip,txtCellPhone,txtSSN,txtEmailAddr; （2）private JLabel lblCustomerName, lblAddress,lblZip, lblCellphone, lblSSN, lblEmailAddr; （3）txtEmailAddr=new JTextField(20); （4）lblEmailAddr= new JLabel("EmailAddr :"); （5）

19、UIPanel.add(lblEmailAddr); UIPanel.add(txtEmailAddr); （6）gridbag.setConstraints(lblEmailAddr, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 5; gridbag.setConstraints(txtEmailAddr, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 6; （7）public String getEmailAddr() return txtEmailAddr.getText(); （8）String emailaddr = getEmailAddr

20、(); （9）if(cusInfo.isValidEmailAddr(emailaddr)=false) dataTextArea.append("nWrong format of EmailAddr."); else dataTextArea.append("nCorrect format of EmailAddr."); 【實驗結果】 【實驗小結】 通過適配器，客戶端可以調用同一接口，因而對客戶端來說是透明的。這樣做更簡單、更直接、更緊湊；復用了現存的類，解決了現存類和復用環境要求不一致的問題；將目標類和適配者類解耦，通過引入一個適配器類重用現有的適

21、配者類，而無需修改原有代碼； 一個對象適配器可以把多個不同的適配者類適配到同一個目標，也就是說，同一個適配器可以把適配者類和它的子類都適配到目標接口。對于對象適配器來說，更換適配器的實現過程比較復雜。實驗三橋接模式幾何立體體積【實驗內容】在例3.14中的設計實驗層次類部分中，添加Ellipsoid（橢球）類，并且實現針對橢球體積的計算?！咎砑哟a】1、添加橢球類： public class Ellipsoid implements GeoForm private double aRadius; private double bRadius; private double cRadiu

22、s; public Ellipsoid (double aRadius, double bRadius, double cRadius) this.aRadius = aRadius; this.bRadius = bRadius; this.cRadius = cRadius; public double computeVolume() double volume = 1.3333333*3.1415926* aRadius* bRadius* cRadius; return volume; 2、添加GUI：（1）private JTextField txtEllipsoidRadius_a

23、; private JTextField txtEllipsoidRadius_b; private JTextField txtEllipsoidRadius_c; （2）public static final String ELLIPSOID = "Ellipsoid"（3）cmbGeoForm.addItem(ELLIPSOID);（4）else if(selection.equals(ELLIPSOID) ) String a_radius = txtEllipsoidRadius_a.getText(); String b_radius = txtEllipsoi

24、dRadius_b.getText(); String c_radius = txtEllipsoidRadius_c.getText(); double a = Double.valueOf(a_radius); double b =Double.valueOf(b_radius); double c = Double.valueOf(c_radius); form = new Ellipsoid(a, b, c);（5）else if(selection.equals(ELLIPSOID) ) displayNewGUI( getTypePanel(ELLIPSOID);（6）else i

25、f(type.equals(ELLIPSOID) JLabel lblRadius_a = new JLabel("Input Radius a"); JLabel lblRadius_b = new JLabel("Input Radius b"); JLabel lblRadius_c = new JLabel("Input Radius c"); txtEllipsoidRadius_a = new JTextField(8); txtEllipsoidRadius_b = new JTextField(8); txtEllip

26、soidRadius_c = new JTextField(8); GridBagLayout gridbag = new GridBagLayout(); typePanel.setLayout(gridbag); GridBagConstraints gbc = new GridBagConstraints(); typePanel.add(lblRadius_a); typePanel.add(lblRadius_b); typePanel.add(lblRadius_c); typePanel.add(txtEllipsoidRadius_a); typePanel.add(txtEl

27、lipsoidRadius_b); typePanel.add(txtEllipsoidRadius_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.gridx = 0; gbc.gridy = 0; gridbag.setConstraints(lblRadius_a, g

28、bc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 0; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_a, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 1; gridbag.setConstraints(lblRadius_b, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 1; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_b, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 2; gridbag.setConstraints(lblRadiu

29、s_c, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 2; gridbag.setConstraints(txtEllipsoidRadius_c, gbc); gbc.gridx = 0; gbc.gridy = 3; gridbag.setConstraints(lblMeasure, gbc); gbc.gridx = 1; gbc.gridy = 3; gridbag.setConstraints(cmbMeasure, gbc); 【實驗結果】【實驗小結】 通過這次實驗我們大概理解了橋接模式，通過關聯“抽象層次類”與“具體層次類”這一橋梁，將表示兩個維度的層類（

30、數據結構）粘貼在一起，形成更大的數據結構，而這種變化又不會對現有的類產生影響，這種思路的終極想法是將軟件設計的抽象部分與實現部分分離，使它們都可以獨立的變化。訪問者模式計算機部件銷售軟件【實驗內容】 在例4.5的設計中添加一個類SoundBox。該類實現接口ComputerParts，并且其他的計算機部件的類的結構類似?！咎砑哟a】1、添加SoundBox類： public class SoundBox implements ComputerParts public static final String NAME = "SoundBox"private final dou

31、ble PRICE = 127.00;public static final String FEATURES = "SoundBox. X3K"public String getName()return NAME;public double getPrice() return PRICE; public String getDescription() return FEATURES;public void accept(Visitor v) System.out.println("SoundBox has been visited."); v.visit

32、SoundBox (this); 2、 添加GUI: （1）String compParts= "Case","Motherboard","Microprocessor","Memory", "DriveController","VideoCard","Fan","PowerSupply", "HardDiskDrive","CDDrive","DVDDevice","

33、;Monitor", "Keyboard","Mouse","SoundBox","Assembly","WholePC" （2）for(int k=11; k<17; k+) add(0, k, cPartsk); （3）else if (source = cParts14) states14 = state; else if (source = cParts15) if(state = SELECTED) cParts1.setSelected(true); cParts8.

34、setSelected(true); else if (state = DESELECTED) cParts1.setSelected(false); cParts8.setSelected(false); states15=state; else if (source = cParts16) if(state = SELECTED) cParts0.setSelected(true); for(int k=11; k<15; k+) cPartsk.setSelected(true); else if (state = DESELECTED) cParts0.setSelected(f

35、alse); for(int k=11; k<15; k+) cPartsk.setSelected(false); states16=state; （4）else if (m=14) && (states14 = SELECTED) part = new SoundBox(); msg.add("SoundBox"); 3、添加Visitor： public abstract void visitSoundBox (SoundBox e);4、 添加PriceVisitor： public void visitSoundBox (SoundBox e

36、)price = e.getPrice();partsPrices.add(new Double(price);total += price; 5、添加PartsInfoVisitor： public void visitSoundBox (SoundBox e)partInfo = e.getDescription();allOders = allOders + "n " + partInfo;【實驗結果】【實驗小結】 通過此次實驗讓我們更加深刻的理解了訪問者模式，它在處理數據結構較穩定，但是作用于其上的操作需要經常變化的問題時時非常有效的，因此可以在不改變該結構體中的類

37、的基礎上定義一個新的操作，這個實驗就是如此，我們只需要添加新的類，然后調用accept(pv)方法就可以。實驗四策略模式整數排序【實驗內容】在例4.13的設計中的排序策略部分，添加一個類BidirectionaBubbleSort，進行“雙向冒泡法排序”，以便擴展該排序系統的功能。為了實現擴展功能，需要相應地修改Context類與客戶圖形界面類StrategyGUI。【添加代碼】1、 添加BidirBubbleSort類： public class BidirBubbleSort implements SortAlgorithm public int sort(int nums,Context

38、 ct) ct.startExecution(); int j; int limit = nums.length; int st = -1; while(st < limit) boolean flipped = false; st+; limit-; for(j = st; j < limit; j+) if(numsj > numsj + 1) int T = numsj; numsj = numsj + 1; numsj + 1 = T; flipped = true; if(!flipped) ct.endExecution(); return nums; for(j

39、 = limit; -j >= st;) if(numsj > numsj + 1) int T = numsj; numsj = numsj + 1; numsj + 1 = T; flipped = true; if(!flipped) ct.endExecution(); return nums; ct.endExecution(); return nums; 2、 添加GUI： （1）public static final String BidirBubble= "BidirBubbleSort" （2）cmbAlgorithm.addItem(Bidi

40、rBubble); （3）if (type.equals(BidirBubble) sa = new BidirBubbleSort(); 【實驗結果】【實驗小結】 通過此次實驗讓我們更加理解了策略模式的優勢，實現了高內聚低耦合，它的應用場景是當有多個僅在行為上不同但是相關的類存在時，采用策略模式提供一個為一個類配置多種行為之一的方法。此時增加雙向冒泡排序法時，不需要修改Context類的代碼，只需要修改客戶類（StrategyGUI）。狀態模式交通信號燈【實驗內容】在例4.16的設計中的交通信號燈狀態部分，添加一個類BlueLight，進行紅綠黃藍紅的狀態變化，以便擴展該交通信號燈系統的狀態