软件设计模式与体系结构样本.doc

计算机科学与技术学院

《软件设计模式与体系结构》
课程作业( 一)
( / 第二学期)

学生姓名: 雷 君
学生专业: 软件工程
学生班级: 142601
学生学号: 26170108
指导教师: 王 飞

目 录

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 21
MVC软件体系结构 21

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LuxuryCarInsurance的类, 而且, 该类要与其它的类一样能执行相应的功能。
【添加代码】
1、 添加LuxuryCarInsurance类:
public class LuxuryCarInsurance implements AutoInsurance
{
private String description;
public String getInsuranceDescription()
{
description = " LuxuryCarInsurance: \n\nLuxuryCarInsurance coverage pays
for medical bills" +
" lost wages, 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LuxuryCarPolicyProducer类:
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.equals(LUXURYCAR)) {
pp=new LuxuryCarPolicyProducer();
}

【实验结果】

【实验小结】
使用工厂方法访问而且初始化合适的类的对象, 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某个类的机制, 特别是层次结构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中设计而且实现了豪华( Super) 和中等( Medum) 别墅( House) 和公寓( Condo) 的查询。要求在该设计的基础上, 增加一个新的类SemiDetacher( 半独立式楼宇) , 而且编写代码实现相应的查询功能。
【添加代码】
1、 添加SemiDetacher类:
public interface SemiDetacher
{
public String getSemiDetacherInfo();
public String getSemiDetacherFeatures();
}

2、 添加SuperSemiDetacher类:
public class SuperSemiDetacher implements SemiDetacher
{
private String name;
public SuperSemiDetacher(String cName)
{
name = cName;
}
public String getSemiDetacherInfo()
{
return "superSemiDetacher.html";
}
public String getSemiDetacherFeatures()
{
return "Super SemiDetacher ";
}
}

3、 添加MediumSemiDetacher类:
public class MediumSemiDetacher implements SemiDetacher
{
private String name;
public MediumSemiDetacher(String cName)
{
name = cName;
}
public 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 MediumSemiDetacher("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 (type.equals(AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER)) {
SemiDetacher cd = bf.getSemiDetacher();
String fileNm = 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, 能够使用抽象工厂模式。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避免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】
1、 添加Wing类:
public class Wing extends AirUnit{
public static final String FEATURES = "A Wing with 216 aircrafts";
Airforce[] fighters = new Airforce[162];
Airforce[] bombers = new Airforce[18];
Airforce[] transporters= new Airforce[18];
Airforce[] eAircrafts = new Airforce[18];
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++){
// need 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, airCheckBox[13]);

( 3) else if ((m==13) && (ckBoxStates[13] == SELECTED)){
unit = new Wing();
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, 能够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。我们也能够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能够操作它了。
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CusInfo Validation的功能扩展问题。要求使用适配器模式。
【添加代码】
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("\\s{1,}", "");
int len = nStr.length();
if ( (((nStr.charAt(0) >='A')&&(nStr.charAt(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++;
}
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(String 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) 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();

( 9) if(cusInfo.isValidEmailAddr(emailaddr)==false){
dataTextArea.append("\nWrong format of EmailAddr.");
}
else{
dataTextArea.append("\nCorrect format of EmailAddr.");
}

【实验结果】

【实验小结】
经过适配器, 客户端能够调用同一接口, 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, 经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;  一个对象适配器能够把多个不同的适配者类适配到同一个目标, 也就是说, 同一个适配器能够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部分中, 添加Ellipsoid( 椭球) 类, 而且实现针对椭球体积的计算。
【添加代码】
1、 添加椭球类:
public class Ellipsoid implements GeoForm{
private double aRadius;
private double bRadius;
private double cRadius;
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;
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 = txtEllipsoidRadius_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 if(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);
txtEllipsoidRadius_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(txtEllipsoidRadius_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, gbc);
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(lblRadius_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);
}

【实验结果】

【实验小结】
经过这次实验我们大概理解了桥接模式, 经过关联”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( 数据结构) 粘贴在一起, 形成更大的数据结构, 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部分与实现部分分离, 使它们都能够独立的变化。
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SoundBox。该类实现接口ComputerParts, 而且其它的计算机部件的类的结构类似。
【添加代码】
1、 添加SoundBox类:
public class SoundBox implements ComputerParts{
public static final String NAME = "SoundBox";
private final double 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.visitSoundBox (this);
}
}

2、 添加GUI:
( 1) String[] compParts={ "Case","Motherboard","Microprocessor","Memory",
"DriveController","VideoCard","Fan","PowerSupply",
"HardDiskDrive","CDDrive","DVDDevice","Monitor",
"Keyboard","Mouse","SoundBox","Assembly","WholePC"};

( 2) for(int k=11; k<17; k++)
add(0, k, cParts[k]);

( 3) else if (source == cParts[14])
states[14] = state;
else if (source == cParts[15]){
if(state == SELECTED){
cParts[1].setSelected(true);
cParts[8].setSelected(true);
}
else if (state == DESELECTED){
cParts[1].setSelected(false);
cParts[8].setSelected(false);
}
states[15]=state;
}
else if (source == cParts[16]){
if(state == SELECTED){
cParts[0].setSelected(true);
for(int k=11; k<15; k++)
cParts[k].setSelected(true);
}
else if (state == DESELECTED){
cParts[0].setSelected(false);
for(int k=11; k<15; k++)
cParts[k].setSelected(false);
}
states[16]=state;
}

( 4) else if ((m==14) && (states[14] == 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){
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;
}

【实验结果】

【实验小结】
经过此次实验让我们更加深刻的理解了访问者模式, 它在处理数据结构较稳定, 可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, 因此能够在不改变该结构体中的类的基础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)方法就能够。

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部分, 添加一个类BidirectionaBubbleSort, 进行”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Context类与客户图形界面类StrategyGUI。
【添加代码】
1、 添加BidirBubbleSort类:
public class BidirBubbleSort implements SortAlgorithm
{
public int[] sort(int[] nums,Context 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(nums[j] > nums[j + 1])
{
int T = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = T;
flipped = true;
}
}
if(!flipped)
{
ct.endExecution();
return nums;
}
for(j = limit; --j >= st;)
{
if(nums[j] > nu