體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)報告

1、中南大學(xué)軟件學(xué)院軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計模式實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名： 宋昂 所在學(xué)院： 軟件學(xué)院 學(xué)生學(xué)號： 3901080115 學(xué)生班級： 軟件0801 指導(dǎo)老師： 劉偉 完成日期： 2010-12-7 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖炀毷褂肞owerDesigner和任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)幾種常見的設(shè)計模式，包括簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式和適配器模式，理解每一種設(shè)計模式的模式動機(jī)，掌握模式結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)如何使用代碼實(shí)現(xiàn)這些模式，并學(xué)會分析這些模式的使用效果。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用PowerDesigner和任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式和適配器模式，包

2、括根據(jù)實(shí)例繪制模式結(jié)構(gòu)圖、編寫模式實(shí)例實(shí)現(xiàn)代碼，運(yùn)行并測試模式實(shí)例代碼。(1) 簡單工廠模式使用簡單工廠模式設(shè)計一個可以創(chuàng)建不同幾何形狀(Shape)的繪圖工具類，如可創(chuàng)建圓形(Circle)、方形(Rectangle)和三角形(Triangle) 對象，每個幾何圖形都要有繪制draw()和擦除erase()兩個方法，要求在繪制不支持的幾何圖形時，提示一個UnsupportedShapeException，繪制類圖并編程實(shí)現(xiàn)。(2) 簡單工廠模式使用簡單工廠模式模擬女媧(Nvwa)造人(Person)，如果傳入?yún)?shù)“M”，則返回一個Man對象，如果傳入?yún)?shù)“W”，則返回一個Woman對象，使用

3、任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該場景?，F(xiàn)需要增加一個新的Robot類，如果傳入?yún)?shù)“R”，則返回一個Robot對象，對代碼進(jìn)行修改并注意女媧的變化。(3) 工廠方法模式某系統(tǒng)日志記錄器要求支持多種日志記錄方式，如文件記錄、數(shù)據(jù)庫記錄等，且用戶可以根據(jù)要求動態(tài)選擇日志記錄方式，現(xiàn)使用工廠方法模式設(shè)計該系統(tǒng)。用代碼實(shí)現(xiàn)日志記錄器實(shí)例，如果在系統(tǒng)中增加一個中的日志記錄方式控制臺日志記錄(ConsoleLog)，繪制類圖并修改代碼，注意增加新日志記錄方式過程中原有代碼的變化。(4) 工廠方法模式現(xiàn)需要設(shè)計一個程序來讀取多種不同類型的圖片格式，針對每一種圖片格式都設(shè)計一個圖片讀取器(ImageReader

4、)，如GIF圖片讀取器(GifReader)用于讀取GIF格式的圖片、JPG圖片讀取器(JpgReader)用于讀取JPG格式的圖片。圖片讀取器對象通過圖片讀取器工廠ImageReaderFactory來創(chuàng)建，ImageReaderFactory是一個抽象類，用于定義創(chuàng)建圖片讀取器的工廠方法，其子類GifReaderFactory和JpgReaderFactory用于創(chuàng)建具體的圖片讀取器對象。使用工廠方法模式實(shí)現(xiàn)該程序的設(shè)計。(5) 抽象工廠模式某系統(tǒng)為了改進(jìn)數(shù)據(jù)庫操作的性能，自定義數(shù)據(jù)庫連接對象Connection和語句對象Statement，可針對不同類型的數(shù)據(jù)庫提供不同的連接對象和語句對

5、象，如提供Oracle或SQL Server專用連接類和語句類，而且用戶可以通過配置文件等方式根據(jù)實(shí)際需要動態(tài)更換系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。使用抽象工廠模式設(shè)計該系統(tǒng)。用代碼模擬實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作工廠實(shí)例，要求可以通過配置文件改變數(shù)據(jù)庫類型。(6) 抽象工廠模式計算機(jī)包含內(nèi)存(RAM)、CPU等硬件設(shè)備，根據(jù)下面的“產(chǎn)品等級結(jié)構(gòu)-產(chǎn)品族”示意圖，使用抽象工廠模式實(shí)現(xiàn)計算機(jī)設(shè)備創(chuàng)建過程并繪制相應(yīng)的類圖。(7) 單例模式使用單例模式的思想實(shí)現(xiàn)多例模式，確保系統(tǒng)中某個類的對象只能存在有限個，如兩個或三個，設(shè)計并編寫代碼實(shí)現(xiàn)一個多例類。(8) 單例模式使用單例模式設(shè)計一個多文檔窗口（注：在Java AWT/Swing開

6、發(fā)中可使用JDesktopPane和JInternalFrame來實(shí)現(xiàn)），要求在主窗體中某個內(nèi)部子窗體只能實(shí)例化一次，即只能彈出一個相同的子窗體，如下圖所示：（注：用C#或C+實(shí)現(xiàn)類似功能也可以）(9) 適配器模式現(xiàn)有一個接口DataOperation定義了排序方法sort(int) 和查找方法search(int, int)，已知類QuickSort的quickSort(int)方法實(shí)現(xiàn)了快速排序算法，類BinarySearch 的binarySearch(int, int)方法實(shí)現(xiàn)了二分查找算法。現(xiàn)使用適配器模式設(shè)計一個系統(tǒng)，在不修改源代碼的情況下將類QuickSort和類BinarySe

7、arch的方法適配到DataOperation接口中。繪制類圖并編程實(shí)現(xiàn)。（要求實(shí)現(xiàn)快速排序和二分查找）(10) 適配器模式使用任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)一個雙向適配器實(shí)例，使得貓可以學(xué)狗叫，狗可以學(xué)貓抓老鼠。繪制相應(yīng)類圖并使用代碼編程模擬。三、實(shí)驗(yàn)要求1. 正確無誤繪制簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式和適配器模式實(shí)例的模式結(jié)構(gòu)圖；2. 使用任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式、單例模式和適配器模式實(shí)例，代碼運(yùn)行正確無誤。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 熟悉PowerDesigner15的常用功能；2. 使用PowerDesigner繪制簡單工廠模式實(shí)例結(jié)

8、構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；3. 使用PowerDesigner繪制工廠方法模式實(shí)例結(jié)構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；4. 使用PowerDesigner繪制抽象工廠模式實(shí)例結(jié)構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；5. 使用PowerDesigner繪制單例模式實(shí)例結(jié)構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；6. 使用PowerDesigner繪制適配器模式結(jié)構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z言實(shí)現(xiàn)該模式。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1) 簡單工廠模式1： 類圖：結(jié)果：(2) 簡單工廠模式2：類圖：結(jié)果：(3) 工廠方法模式1類圖：結(jié)果： (4) 工廠方法模式2類圖：結(jié)果：(5) 抽象工廠模式1類圖：結(jié)果：(6) 抽象工廠模式2類圖：結(jié)果：(7) 單例模式1類圖：結(jié)果：(8 )單例模式1類圖：結(jié)果： (9) 適配器模式1類圖：結(jié)果：(10) 適配器模式2類圖：結(jié)果：六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過一段時間的對設(shè)計模式的學(xué)習(xí)和練習(xí)，我深刻的意識到了一個好的軟件往往是設(shè)計模式巧妙運(yùn)用的結(jié)果。要學(xué)好設(shè)計模式，就必須得徹底理解設(shè)計模式，要能夠看懂設(shè)計模式中的類圖，如