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(完整word)设计模式-软件体系结构-实验6-中南大学-软件学院

《软件体系结构》

实验报告

项目名称 行为型设计模式实验
专业班级
学 号
姓 名

实验成绩：

批阅教师：

年 月 日

22

实验6 行为型设计模式实验

实验学时: 2
每组人数： 1
实验类型： 3 （1：基础性 2:综合性 3：设计性 4：研究性）
实验要求： 1 （1:必修 2：选修 3:其它)
实验类别： 3 (1：基础 2：专业基础 3:专业 4：其它）

一、实验目的
熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的行为型设计模式，包括观察者模式和策略模式，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、实验内容
1. 某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5％时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。试使用观察者模式设计并实现该系统,要求绘制相应的类图并编程模拟实现。

2. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor）将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight）将闪烁（flicker（）)、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm(）)、安全逃生门（SecurityDoor)将自动开启(open(））、隔热门(InsulatedDoor）将自动关闭(close（））等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制。为了将来能够方便地引入新类型的响应设备，采用观察者模式和适配器模式设计并模拟实现该系统。

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:
（1） 学生凭学生证可享受票价8折优惠;
(2） 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)；
(3） 影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。
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。

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(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。

三、实验要求
1。 结合实例，正确无误地绘制观察者模式和策略模式的模式结构图；
2. 使用任意一种面向对象编程语言实现观察者模式和策略模式实例，代码运行正确无误。

四、实验步骤
1。 结合实例，使用PowerDesigner绘制观察者模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；
2. 结合实例,使用PowerDesigner绘制观察者模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；
3。 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；
4. 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例。

五、实验结果
1. 类图：

实现代码：
//代码颜色使用黑色,字体使用Times New Roman或Arial,字号为五号,如
abstract class Shape
import util。XMLUtil；

public class Client ｛

public static void main（String[] args) ｛
StockSubject subject = （StockSubject) XMLUtil.getBean（”subject");
InvesterObserver observer = (InvesterObserver） XMLUtil。getBean("observer”)；

subject.attach(observer）;
subject.notice（)；

}

｝

public class Invester implements InvesterObserver ｛

@Override
public void update（） ｛
System.out。println（”今年股票风云莫测，这都是命啊！"）;
}

}

public class Stock extends StockSubject ｛
public void notice() ｛
for （InvesterObserver invester : super。observerList) {

invester.update（）；

｝
｝

}

public interface InvesterObserver ｛
void update（);

｝

import java.util。ArrayList;

public abstract class StockSubject {
protected ArrayList〈InvesterObserver> observerList = new ArrayList<InvesterObserver〉（）;

public void attach（InvesterObserver observer) ｛
observerList。add(observer）;
｝

public void detach（InvesterObserver observer) {
observerList。remove(observer)；
}

public abstract void notice（)；

}

package util；

import java.io。File；
import java。io。IOException;

import javax。xml。parsers。DocumentBuilder；
import javax.xml。parsers.DocumentBuilderFactory;
import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException;

import org.w3c.dom.Document;
import org。w3c。dom。Node；
import org.w3c。dom.NodeList；
import org。xml。sax.SAXException；

public class XMLUtil ｛

public static Object getBean (String tagName） {

try ｛
//创建DOM文档对象
DocumentBuilderFactory docFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance（）；
DocumentBuilder docBuilder = docFactory.newDocumentBuilder()；
Document document = docBuilder。parse(new File（"config.xml"）)；

//获取包含类名的 文本节点
NodeList nl = document。getElementsByTagName(tagName);
Node classNode = nl.item（0）。getFirstChild(）;
String className = classNode。getNodeValue（）;

//通过类名生成实例对象并将其返回
@SuppressWarnings（"rawtypes”)
Class clazz = Class.forName（className)；
Object obj = clazz.newInstance（)；

return obj;

｝ catch (ParserConfigurationException e） {
e。printStackTrace(）；
｝ catch （SAXException e） {
e。printStackTrace（)；
｝ catch （IOException e) ｛
e。printStackTrace（)；
} catch (ClassNotFoundException e) ｛
e.printStackTrace（）;
} catch (InstantiationException e） ｛
e。printStackTrace（）;
} catch (IllegalAccessException e） ｛
e.printStackTrace（）；
｝

return null；
｝

｝

<?xml version="1。0" encoding=”UTF-8”？〉
〈xml—body〉
〈subject〉Stock</subject>
<observer>Invester</observer〉
</xml-body>

2。 类图：

实现代码：

public class Client {
public static void main（String［］ args) ｛
MySubject subject = new Thermosensor()；
MyObserver cautionLight = new CautionLightAdapter(）;
MyObserver annunciator = new AnnunciatorAdapter（);
MyObserver securityDoor = new SecurityDoorAdapter（);
MyObserver insulatedDoor = new InsulatedDoorAdapter(）;

subject.attach（cautionLight);
subject.attach(annunciator)；
subject。attach(securityDoor）；
subject.attach（insulatedDoor)；

subject。warning（）;
｝
}

import java。util。ArrayList;

public abstract class MySubject {
protected ArrayList〈MyObserver〉 observerList = new ArrayList<MyObserver>()；

public void attach（MyObserver myObserver） {
observerList。add(myObserver)；
｝

public void detach（MyObserver myObserver） ｛
observerList。remove（myObserver）;
}

public abstract void warning(）;

｝

public interface MyObserver ｛
void update（）；

｝

public class Thermosensor extends MySubject ｛
public void warning() {
System。out.println(”温度达到警报界限”）;
for （MyObserver observer ： super。observerList) {
observer。update（）；

｝
}

}

public class AnnunciatorAdapter implements MyObserver ｛
public Annunciator annunciator = new Annunciator（);

＠Override
public void update() ｛
annunciator。alarm（）；
}

}

public class Annunciator ｛
public void alarm() {
System.out。println（"报警器发出警报"）;
}

｝

public class CautionLightAdapter implements MyObserver ｛
public CautionLight cautionLight = new CautionLight（）；

@Override
public void update（) {
cautionLight。flicker();
}

}

public class CautionLight {
public void flicker（） ｛
System.out。println("警示灯将闪烁”）；
｝

｝

public class InsulatedDoorAdapter implements MyObserver ｛
public InsulatedDoor insulatedDoor = new InsulatedDoor()；

@Override
public void update（） ｛
insulatedDoor.close（);
}

}

public class InsulatedDoor {
public void close（） {
System.out.println（”隔热门自动关闭”)；
}

｝

public class SecurityDoorAdapter implements MyObserver ｛
public SecurityDoor securityDoor = new SecurityDoor(）;

＠Override
public void update() {
securityDoor。open（);
}

｝

public class SecurityDoor {
public void open（) {
System。out。println("安全逃生门自动开启");
}

｝

3. 类图：

实现代码：
import util.XMLUtil;

public class Client ｛
public static void main（String［] args) ｛
TicketingSystem ticketingSystem = new TicketingSystem(）；
MovieTicket ticket = （MovieTicket) XMLUtil。getBean();

ticketingSystem。setTicketKiind(ticket)；
ticketingSystem.sale（)；
｝
}

public interface MovieTicket {
void sale（）;

｝

public class TicketingSystem {
private MovieTicket movieTicket；

public void setTicketKiind(MovieTicket movieTicket） {
this。movieTicket = movieTicket;

}

public void sale(） ｛
movieTicket。sale（);
}

}

public class ChildTicket implements MovieTicket ｛
public void sale() {
System。out。println(”享受每张票减免10元的优惠"）;
}

}

public class StudentTicket implements MovieTicket {
public void sale（） {
System。out.println("享受票价8折优惠");
}

｝

public class VIPTicket implements MovieTicket {
public void sale（） {
System.out。println（"享受票价半价优惠外还可进行积分”)；
}

｝

package util；

import java。io。File;
import java。io。IOException；

import javax。xml。parsers。DocumentBuilder；
import javax.xml。parsers.DocumentBuilderFactory;
import javax.xml.parsers。ParserConfigurationException；

import org.w3c.dom。Document;
import org.w3c。dom。Node；
import org。w3c.dom。NodeList;
import org。xml.sax。SAXException;

public class XMLUtil {

public static Object getBean () ｛

try {
//创建DOM文档对象
DocumentBuilderFactory docFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance(）;
DocumentBuilder docBuilder = docFactory。newDocumentBuilder（）;
Document document = docBuilder.parse(new File（"config。xml”）)；

//获取包含类名的 文本节点
NodeList nl = document.getElementsByTagName（”className")；
Node classNode = nl.item（0)。getFirstChild(）；
String className = classNode。getNodeValue（）;

//通过类名生成实例对象并将其返回
@SuppressWarnings(”rawtypes”）
Class clazz = Class。forName（className）;
Object obj = clazz.newInstance（）；

return obj;

} catch （ParserConfigurationException e） ｛
e。printStackTrace(）;
} catch （SAXException e） {
e.printStackTrace(）;
｝ catch (IOException e） ｛
e.printStackTrace（)；
｝ catch （ClassNotFoundException e) ｛
e。printStackTrace（）；
} catch （InstantiationException e) {
e.printStackTrace(）；
｝ catch (IllegalAccessException e) ｛
e。printStackTrace（)；
}

return null；
｝

｝

〈?xml version="1。0" encoding=”UTF—8"？>
<xml—body〉
〈className>StudentTicket〈/className>
</xml—body〉

4。 类图:

实现代码：
import util。XMLUtil；

public class Client {
public static void main（String［］ args) {
TakeOff takeOff = （TakeOff） XMLUtil.getBean（”takeOff");
Fly fly = (Fly） XMLUtil。getBean(”fly");

Aircraft aircraft = new Aircraft(”直升机”, takeOff， fly）;
System.out。println(”今天是国庆，接下下来是” + aircraft。getKind（) + "方阵”);
aircraft.takeOff（）;
aircraft。fly();
}

}

public class Aircraft ｛
private String kind；
private TakeOff takeOff；
private Fly fly;

public Aircraft(String kind, TakeOff takeOff, Fly fly) {
this。kind = kind;
this。takeOff = takeOff；
this。fly = fly;
}

public void takeOff(） ｛
takeOff.takeOff()；
｝

public void fly(） ｛
fly。fly()；
}

public String getKind (） {
return kind；
}

｝

public abstract class Fly {
public void fly() {
}

}

public abstract class TakeOff ｛
public void takeOff(） ｛
｝

}

public class LongDistanceTakeOff extends TakeOff ｛
public void takeOff(） {
System。out。println("长距离起飞"）;
｝

}

public class VerticalTakeOff extends TakeOff ｛
@Override
public void takeOff（） ｛
System。out.println(”垂直起飞")；
}

｝

public class SubSonicFly extends Fly {
public void fly() {
System.out。println（"亚音速飞行”)；
}

}

public class SuperSonicFly extends Fly ｛
public void fly() ｛
System.out。println（”超音速飞行”);
}

｝

六、实验小结
本次实验过程中学习了多个行为型模式，结合之前学到的创建型模式以及结构型模式，对整个设计模式有了更深刻的了解了.行为型模式最主要是用来对责任的划分和算法的抽象化。