設(shè)計(jì)模式軟件體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)1創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式

1、軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書太原科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院第 頁(yè)共5頁(yè)實(shí)驗(yàn)1創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖炀毷褂妹嫦驅(qū)ο笤O(shè)計(jì)原則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)；熟練使用PowerDesigner和任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn)兒種常見的創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，包括簡(jiǎn)單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式，理解每一種設(shè)計(jì)模式的模式動(dòng)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。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在某圖形庫(kù)API中提供了多種矢量圖模板，用戶可以基于這些矢量圖創(chuàng)建不同的顯示圖形，圖形庫(kù)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的初始類圖如下所示:ICircleTrianglei歲Rectangle+init():v

2、oid+setColor():void+fill():void+setSize():void+display():void+init():void+setColor():void+fill():void+setSize():void+display():void+init():void+setColor():void+fill():void+setSize():void+display():void在該圖形庫(kù)中，每個(gè)圖形類(如CircleTriangle等)的方法用于初始化所創(chuàng)建的圖形，setColorO方法用于給圖形設(shè)置邊框顏色，fillO方法用于給圖形設(shè)置填充顏色,setSize()方法用

3、于設(shè)置圖形的大小,display()方法用于顯示圖形?？蛻纛?Client)在使用該圖形庫(kù)時(shí)發(fā)現(xiàn)存在如下問(wèn)題：由于在創(chuàng)建窗口時(shí)每次只需要使用圖形庫(kù)中的一種圖形，因此在更換圖形時(shí)需要修改客戶類源代碼；在圖形庫(kù)中增加并使用新的圖形時(shí)需要修改客戶類源代碼；客戶類在每次使用圖形對(duì)象之前需要先創(chuàng)建圖形對(duì)象，有些圖形的創(chuàng)建過(guò)程較為復(fù)雜，導(dǎo)致客戶類代碼冗長(zhǎng)且難以維護(hù)?，F(xiàn)需要根據(jù)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，要求如下：隔離圖形的創(chuàng)建和使用，將圖形的創(chuàng)建過(guò)程封裝在專門的類中，客戶類在使用圖形時(shí)無(wú)須直接創(chuàng)建圖形對(duì)象，共至不需要關(guān)心具體圖形類類名；客戶類能夠方便地更換圖形或使用新增圖形，無(wú)須針對(duì)具體圖形類編程，

4、符合開閉原則。繪制重構(gòu)之后的類圖并說(shuō)明在重構(gòu)過(guò)程中所運(yùn)用的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則。使用簡(jiǎn)單工廠模式設(shè)計(jì)一個(gè)可以創(chuàng)建不同幾何形狀(Shape),如圓形(Circle)、矩形(Rectangle)和三角(Triangle)等的繪圖工具類，每個(gè)兒何圖形均具有繪制DrawO和擦除Erase()兩個(gè)方法，要求在繪制不支持的幾何圖形時(shí)，拋出一個(gè)UnsupportedShapeException異常，繪制類圖并編程模擬實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)需要設(shè)計(jì)一個(gè)程序來(lái)讀取多種不同類型的圖片格式，針對(duì)每一種圖片格式都設(shè)計(jì)一個(gè)圖片讀取器(ImageReader),如GIF圖片讀取器(GifReader)用于讀取GIF格式的圖片、JPG圖片讀

5、取器(JpgReader)用于讀取JPG格式的圖片。圖片讀取器對(duì)象通過(guò)圖片讀取器工丿ImageReaderFactoiy來(lái)創(chuàng)建,ImageReaderFactoiy是一個(gè)抽象類，用于定義創(chuàng)建圖片讀取器的工廠方法，其子類GifReaderFactoiy和JpgReaderFactoiy用于創(chuàng)建具體的圖片讀取器對(duì)象。試使用工廠方法模式設(shè)計(jì)該程序，繪制類圖并編程模擬實(shí)現(xiàn)。需充分考慮系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。某軟件公司欲開發(fā)一套界面皮膚庫(kù)，可以對(duì)桌面軟件進(jìn)行界面美化。不同的皮膚將提供視覺效果不同的按鈕、文本框、組合框等界面元素，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：該皮膚庫(kù)需要具備良好的靈活性和可擴(kuò)展性，用戶可以自由選擇不

6、同的皮膚，開發(fā)人員可以在不修改既有代碼的基礎(chǔ)上增加新的皮丿扶。試使用抽象工廠模式設(shè)計(jì)該皮膚庫(kù)，繪制類圖并編程模擬實(shí)現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，正確無(wú)誤地繪制重構(gòu)之后的類圖；結(jié)合實(shí)例，正確無(wú)誤地繪制簡(jiǎn)單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式和單例模式的模式結(jié)構(gòu)圖；使用任意一種面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工廠模式、工廠方法模式、抽象工廠模式和單例模式實(shí)例，代碼運(yùn)行正確無(wú)誤。四、實(shí)驗(yàn)步驟選擇合適的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，使用PowerDesigiier繪制重構(gòu)之后的類圖；結(jié)合實(shí)例，使用PowerDesigner繪制簡(jiǎn)單工廠模式實(shí)例結(jié)構(gòu)圖并用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；結(jié)合實(shí)例，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(yǔ)言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)例；結(jié)合實(shí)例，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(yǔ)言實(shí)現(xiàn)該模式實(shí)