中南大学软件体系结构设计模式实验二

中南大学软件体系结构

设计模式实验二

Company number：【00WT-88YT-W8CCB-BUUT-202108】

《软件体系结构》 实验报告 项目名称 设计模式实验2 专业班级 学 号 姓 名 实验成绩： 批阅教师： 年 月 日

实验3 设计模式实验二

实验学时： 4 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，包括职责链模式、命令模式、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. 某企业的SCM(Supply Chain Management，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元及以上的采购单就需要开董事会讨论决定。如下图所示：

试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。 2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。

3. 某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。系统提供一个主菜单(Menu)，在主菜单中包含了一些菜单项(MenuItem)，可以通过Menu类的addMenuItem()方法增加菜单项。菜单项的主要方法是click()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand(打开命令)，

CreateCommand(新建命令)，EditCommand(编辑命令)等，命令类具有一个execute()方法，用于调用公告板系统界面类(BoardScreen)的open()、create()、edit()等方法。现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

7. 为了实现一些特殊的显示效果，某公司欲开发一款手机数码照片处理软件，在该软件中为照片(Photograph)提供了多种滤镜(Filter)效果，例如黑白滤镜(BlackWhiteFilter)、单色滤镜(MonochromaticFilter)、怀旧滤镜(NostalgicFilter)等，不同的滤镜通过不同的算法对照片进行美化，如下图所示。

该软件可以灵活地增加一些新的滤镜效果。

选择一种合适的设计模式来设计该照片处理软件，结合场景绘制相应的类图并编程模拟实现。 三、实验要求

1. 结合实例，正确无误地绘制职责链模式、命令模式、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职责链模式、命令模式、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绘制职责链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绘制命令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绘制命令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；

5. 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；

6. 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；

7. 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：

public class PurchaseRequest { public double amount; public int number; public String purpose; public double getAmount() { return amount; } public void setAmount(double amount) { = amount; } public int getNumber() { return number; } public void setNumber(int number) { = number; } public String getPurpose() { return purpose; }

public void setPurpose(String purpose) { = purpose; } } public class Approver { protected Approver succesor; public Approver(){ succesor = null; } public void processRequest(PurchaseRequest aRequest){ if(succesor!=null){ (aRequest); } } public void setSuccesor(Approver succesor) { = succesor; } } public class Congress extends Approver { public void processRequest(PurchaseRequest request){ if()>=500000){ \"董事会\"); } } } public class Director extends Approver { public void processRequest(PurchaseRequest request){ if()<50000){ \"主任\"); }else{ if!=null){ } } } } public class President extends Approver{ public void processRequest(PurchaseRequest request){ if()<500000){

\"董事长\"); }else{ if!=null){ } } } } public class VicePresident extends Approver{ public void processRequest(PurchaseRequest request){ if()<100000){ \"副董事长\"); }else{ if!=null){ } } } } 2. 类图：

实现代码：

public abstract class AbstractCommand { public abstract void open(); public abstract void close(); } public class Switch { private AbstractCommand command; public void setCommand(AbstractCommand command) { = command; } public void open(){ (); } public void close(){ (); } } public class Fun {

public void open(){ \"开风扇\"); } public void close(){ \"关风扇\"); } } public class Light { public void open(){ \"打开\"); } public void close(){ \"关灯\"); } } public class FunCommand extends AbstractCommand { private Fun fun = new Fun(); @Override public void open() { 类图：

实现代码：

public interface Command { public void excute(); } public class MenuItem { private String name; private Command command; public MenuItem(String name){ = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { = name; }

public Command getCommand() { return command; } public void setCommand(Command command) { = command; } public void click(){ (); } } import public class Menu { public ArrayList itemList = new ArrayList(); public void addMenuItem(MenuItem item){ (item); } } public class OpenCommand implements Command { private BoardScreen screen; public OpenCommand(BoardScreen screen) { super(); = screen; } @Override public void excute() { 类图： 实现代码：

public interface Investor { public void response(Stock stck); } public class ConcreteInvestor implements Investor { private String name; public ConcreteInvestor(String name) { super(); = name; }

@Override public void response(Stock stock) { esponse(this); } } public String getStockName() { return stockName; } public void setStockName(String stockName) { = stockName; } public double getPrice() { return price; } public void setPrice(double price) { double range = /; = price; if(range>={ (); } } } public class Client { public static void main(String[] args) { Investor investor1,investor2; investor1 = new ConcreteInvestor(\"哈哈\"); investor2 = new ConcreteInvestor(\"呵呵\"); Stock haier = new Stock(\"haier\ (investor1); (investor2); ; } } 5. 类图：

实现代码：

public interface AlarmListener {

public void response(); } public class Annunciator implements AlarmListener { private Annunciator annunciator; @Override public void response() { esponse(); } } } 6. 类图：

实现代码：

public interface Discount { public double calculate(double price); } public class CIPDiscount implements Discount{ @Override public double calculate(double price) { 类图：

实现代码：

public interface Filter { public void method(); } public class MonochromaticFilter implements Filter { @Override public void method() { // TODO Auto-generated method stub \"单色滤镜\"); } } public class NostalgicFilter implements Filter { @Override public void method() { // TODO Auto-generated method stub

\"怀旧滤镜\"); } } public class BlackWhiteFilter implements Filter { @Override public void method() { // TODO Auto-generated method stub \"黑白滤镜\"); } } public class Photograph { private Filter filter; public void decorate(){ (); } } 六、实验小结

通过本次实验，学会了使用职责链模式、命令模式、观察者模式、策略模式等行为型模式进行设计程序，在实验过程中遇到了类与类之间关系不确定的问题，通过复习该模式的原理和实现方法得到解决。本次实验中有些行为型模式应用仍不熟练，需要勤加练习。