軟件設(shè)計格式和體系結(jié)構(gòu)

...wd......wd......wd...計算機科學與技術(shù)學院《軟件設(shè)計模式與體系構(gòu)造》課程作業(yè)〔一〕〔2016/2017學年第二學期〕學生姓名：雷君學生專業(yè)：軟件工程學生班級：142601學生學號：201426170108指導教師：王飛目錄TOC\o"1-2"\h\z\u實驗一1工廠方法模式——汽車保險1抽象工廠方法模式——房屋信息3實驗二6組合模式——空軍指揮系統(tǒng)6適配器模式——客戶信息驗證8實驗三11橋接模式——幾何立體體積11訪問者模式——計算機部件銷售軟件14實驗四17策略模式——整數(shù)排序17狀態(tài)模式——交通信號燈19實驗五21MVC軟件體系構(gòu)造21實驗一工廠方法模式——汽車保險【實驗內(nèi)容】在例2.3的汽車保險管理應用程序?qū)嵗咸砑右粋€名為LuxuryCarInsurance的類，并且，該類要與其他的類一樣能執(zhí)行相應的功能?！咎砑哟a】添加LuxuryCarInsurance類：publicclassLuxuryCarInsuranceimplementsAutoInsurance{privateStringdescription;publicStringgetInsuranceDescription(){ description="LuxuryCarInsurance:\n\nLuxuryCarInsurancecoveragepaysformedicalbills"+ "lostwages,rehabilitation,treatmentand/or"+ "funeralcostsforanyoneinjuredorkilled"+ "byyourcar.Suchcoveragewillalsopayfor"+ "painandsufferingdamageswhenathird"+ "partysuccessfullysues."; returndescription;}}添加LuxuryCarPolicyProducer類：publicclassLuxuryCarPolicyProducerimplementsPolicyProducer{publicAutoInsurancegetPolicyObj()//Fruitfactory(){returnnewLuxuryCarInsurance();}}添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringLUXURYCAR="LuxuryCarInsurance";〔2〕cmbInsuranceType.addItem(LUXURYCAR);〔3〕if(type.equals(LUXURYCAR)){ pp=newLuxuryCarPolicyProducer(); }【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】使用工廠方法訪問并且初始化適宜的類的對象，簡化了應用程序，應用程序本身不再含有大量的條件語句判定何時選取哪個類。其次，工廠方法實現(xiàn)了一些特殊的某個類的機制，尤其是層次構(gòu)造不同的類需要不同的初始化方法的時候。抽象工廠方法模式——房屋信息【實驗內(nèi)容】在例2.4中設(shè)計并且實現(xiàn)了豪華〔Super〕和中等〔Medum〕別墅〔House〕和公寓〔Condo〕的查詢。要求在該設(shè)計的根基上，增加一個新的類SemiDetacher〔半獨立式樓宇〕，并且編寫代碼實現(xiàn)相應的查詢功能。【添加代碼】1、添加SemiDetacher類：publicinterfaceSemiDetacher{ publicStringgetSemiDetacherInfo(); publicStringgetSemiDetacherFeatures();}添加SuperSemiDetacher類：publicclassSuperSemiDetacherimplementsSemiDetacher{privateStringname;publicSuperSemiDetacher(StringcName) { name=cName; }publicStringgetSemiDetacherInfo() { return"superSemiDetacher.html"; } publicStringgetSemiDetacherFeatures() { return"SuperSemiDetacher"; }}3、添加MediumSemiDetacher類：publicclassMediumSemiDetacherimplementsSemiDetacher{ privateStringname; publicMediumSemiDetacher(StringcName) { name=cName; } publicStringgetSemiDetacherInfo() { return"MediumSemiDetacher.html"; } publicStringgetSemiDetacherFeatures() { return"MediumSemiDetacher"; }}添加BuildingFactory：publicabstractSemiDetachergetSemiDetacher();5、添加MediumBuildingFactory：publicSemiDetachergetSemiDetacher(){ returnnewMediumSemiDetacher("MediumSemiDetacher");}添加SuperBuildingFactory：publicSemiDetachergetSemiDetacher(){ returnnewSuperSemiDetacher("SuperSemiDetacher");}7、添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringSEMIDETACHER="SemiDetacher";〔2〕cmbHouseType.addItem(SEMIDETACHER);〔3〕if(type.equals(AbstractFactoryGUI.SEMIDETACHER)){ SemiDetachercd=bf.getSemiDetacher(); StringfileNm=cd.getSemiDetacherInfo(); putHouseInfoToScreen(fileNm);}【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】當客戶對象要從一個相關(guān)的產(chǎn)品組中創(chuàng)立一個對象，而沒有必要知道到底要創(chuàng)立哪個對象時，可以使用抽象工廠模式。如果不使用抽象工廠模式，創(chuàng)立對象的條件語句將會出現(xiàn)在客戶程序的許多地方，程序的克維護性差。抽象工廠模式幫助程序員防止了以上所述的重復的、復雜的條件語句，提供必要的創(chuàng)立對象的接口。實驗二組合模式——空軍指揮系統(tǒng)【實驗內(nèi)容】在例3.3的設(shè)計中，添加一個空軍大隊〔Wing〕類，該類與Squadron、Group類是平行的，因此應該繼承了AirUnit類。該類的寫法與Squadron或者Group類是類似的，所不同的是一個Wing有216中類型的飛機。【添加代碼】添加Wing類：publicclassWingextendsAirUnit{publicstaticfinalStringFEATURES="AWingwith216aircrafts";Airforce[]fighters=newAirforce[162];Airforce[]bombers=newAirforce[18];Airforce[]transporters=newAirforce[18];Airforce[]eAircrafts=newAirforce[18];publicWing(){for(intk=0;k<162;k++){//need162fighters }for(intk=0;k<18;k++){//need18bombers }for(intk=0;k<18;k++){//need18transporters }for(intk=0;k<18;k++){//need18eAirplanes }}publicStringgetDescription(){ returnFEATURES;}publicStringfight(){ returnsuper.fight(); }}添加GUI：〔1〕privateString[]AirForceUnit={"SQUADRON","GROUP","WING"};〔2〕add(1,6,airCheckBox[13]);〔3〕elseif((m==13)&&(ckBoxStates[13]==SELECTED)){ unit=newWing(); airUnits.attach(unit); unitInfo=unit.getDescription(); }【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】我們這樣來簡單的理解組合模式，組合模式就是把一些現(xiàn)有的對象或者元素，經(jīng)過組合后組成新的對象，新的對象提供內(nèi)部方法，可以讓我們很方便的完成這些元素或者內(nèi)部對象的訪問和操作。我們也可以把組合對象理解成一個容器，容器提供各種訪問其內(nèi)部對象或者元素的API，我們只需要使用這些方法就可以操作它了。適配器模式——客戶信息驗證【實驗內(nèi)容】關(guān)于例3.7的用于驗證客戶信息的離架產(chǎn)品類CusInfoValidation的功能擴展問題。要求使用適配器模式?！咎砑哟a】添加InformationAdapter：publicbooleanisValidEmailAddr(StringEmailAddr){ booleanisValid=true; inta=0; intb=0; Stringns=EmailAddr.trim(); StringnStr=ns.replaceAll("\\s{1,}",""); intlen=nStr.length();if((((nStr.charAt(0)>='A')&&(nStr.charAt(0)>='Z'))|| ((nStr.charAt(0)>='a')&&(nStr.charAt(0)>='z')))&&(len>=5)){ for(intm=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; } returnisValid; } else{ returnfalse; } }添加CusInfoValidator：publicabstractbooleanisValidEmailAddr(StringEmailAddr);3、添加GUI：〔1〕privateJTextFieldtxtCustomerName,txtAddress,txtZip,txtCellPhone,txtSSN,txtEmailAddr;〔2〕privateJLabellblCustomerName,lblAddress,lblZip,lblCellphone,lblSSN,lblEmailAddr;〔3〕txtEmailAddr=newJTextField(20);〔4〕lblEmailAddr=newJLabel("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〕publicStringgetEmailAddr(){ returntxtEmailAddr.getText(); }〔8〕Stringemailaddr=getEmailAddr();〔9〕if(cusInfo.isValidEmailAddr(emailaddr)==false){dataTextArea.append("\nWrongformatofEmailAddr.");}else{dataTextArea.append("\nCorrectformatofEmailAddr.");}【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】通過適配器，客戶端可以調(diào)用同一接口，因而對客戶端來說是透明的。這樣做更簡單、更直接、更緊湊；復用了現(xiàn)存的類，解決了現(xiàn)存類和復用環(huán)境要求不一致的問題；將目標類和適配者類解耦，通過引入一個適配器類重用現(xiàn)有的適配者類，而無需修改原有代碼；

一個對象適配器可以把多個不同的適配者類適配到同一個目標，也就是說，同一個適配器可以把適配者類和它的子類都適配到目標接口。對于對象適配器來說，更換適配器的實現(xiàn)過程比擬復雜。實驗三橋接模式——幾何立體體積【實驗內(nèi)容】在例3.14中的設(shè)計實驗層次類局部中，添加Ellipsoid〔橢球〕類，并且實現(xiàn)針對橢球體積的計算?！咎砑哟a】1、添加橢球類：publicclassEllipsoidimplementsGeoForm{ privatedoubleaRadius; privatedoublebRadius; privatedoublecRadius; publicEllipsoid(doubleaRadius,doublebRadius,doublecRadius){ this.aRadius=aRadius; this.bRadius=bRadius; this.cRadius=cRadius; } publicdoublecomputeVolume(){ doublevolume=1.3333333*3.1415926*aRadius*bRadius*cRadius; returnvolume; } }2、添加GUI：〔1〕privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_a;privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_b;privateJTextFieldtxtEllipsoidRadius_c;〔2〕publicstaticfinalStringELLIPSOID="Ellipsoid";〔3〕cmbGeoForm.addItem(ELLIPSOID);〔4〕elseif(selection.equals(ELLIPSOID)){ Stringa_radius=txtEllipsoidRadius_a.getText(); Stringb_radius=txtEllipsoidRadius_b.getText(); Stringc_radius=txtEllipsoidRadius_c.getText(); doublea=Double.valueOf(a_radius); doubleb=Double.valueOf(b_radius); doublec=Double.valueOf(c_radius); form=newEllipsoid(a,b,c); }〔5〕elseif(selection.equals(ELLIPSOID)) displayNewGUI(getTypePanel(ELLIPSOID));〔6〕elseif(type.equals(ELLIPSOID)){ JLabellblRadius_a=newJLabel("InputRadiusa"); JLabellblRadius_b=newJLabel("InputRadiusb"); JLabellblRadius_c=newJLabel("InputRadiusc"); txtEllipsoidRadius_a=newJTextField(8); txtEllipsoidRadius_b=newJTextField(8); txtEllipsoidRadius_c=newJTextField(8); GridBagLayoutgridbag=newGridBagLayout(); typePanel.setLayout(gridbag); GridBagConstraintsgbc=newGridBagConstraints(); 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); }【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】通過這次實驗我們大概理解了橋接模式，通過關(guān)聯(lián)“抽象層次類〞與“具體層次類〞這一橋梁，將表示兩個維度的層類〔數(shù)據(jù)構(gòu)造〕粘貼在一起，形成更大的數(shù)據(jù)構(gòu)造，而這種變化又不會對現(xiàn)有的類產(chǎn)生影響，這種思路的終極想法是將軟件設(shè)計的抽象局部與實現(xiàn)局部別離，使它們都可以獨立的變化。訪問者模式——計算機部件銷售軟件【實驗內(nèi)容】在例4.5的設(shè)計中添加一個類SoundBox。該類實現(xiàn)接口ComputerParts，并且其他的計算機部件的類的構(gòu)造類似?！咎砑哟a】1、添加SoundBox類：publicclassSoundBoximplementsComputerParts{publicstaticfinalStringNAME="SoundBox"; privatefinaldoublePRICE=127.00; publicstaticfinalStringFEATURES="SoundBox.X3K"; publicStringgetName(){ returnNAME; } publicdoublegetPrice(){returnPRICE;}publicStringgetDescription(){ returnFEATURES; } publicvoidaccept(Visitorv){System.out.println("SoundBoxhasbeenvisited.");v.visitSoundBox(this);}}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(intk=11;k<17;k++)add(0,k,cParts[k]);〔3〕elseif(source==cParts[14]) states[14]=state; elseif(source==cParts[15]){ if(state==SELECTED){ cParts[1].setSelected(true); cParts[8].setSelected(true); } elseif(state==DESELECTED){ cParts[1].setSelected(false); cParts[8].setSelected(false); } states[15]=state; } elseif(source==cParts[16]){ if(state==SELECTED){ cParts[0].setSelected(true); for(intk=11;k<15;k++) cParts[k].setSelected(true); } elseif(state==DESELECTED){ cParts[0].setSelected(false); for(intk=11;k<15;k++) cParts[k].setSelected(false); } states[16]=state; }〔4〕elseif((m==14)&&(states[14]==SELECTED)){ part=newSoundBox(); msg.add("SoundBox"); }3、添加Visitor：publicabstractvoidvisitSoundBox(SoundBoxe);添加PriceVisitor：publicvoidvisitSoundBox(SoundBoxe){ price=e.getPrice(); partsPrices.add(newDouble(price)); total+=price;}5、添加PartsInfoVisitor：publicvoidvisitSoundBox(SoundBoxe){ partInfo=e.getDescription(); allOders=allOders+"\n"+partInfo; }【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】通過此次實驗讓我們更加深刻的理解了訪問者模式，它在處理數(shù)據(jù)構(gòu)造較穩(wěn)定，但是作用于其上的操作需要經(jīng)常變化的問題時時非常有效的，因此可以在不改變該構(gòu)造體中的類的根基上定義一個新的操作，這個實驗就是如此，我們只需要添加新的類，然后調(diào)用accept(pv)方法就可以。實驗四策略模式——整數(shù)排序【實驗內(nèi)容】在例4.13的設(shè)計中的排序策略局部，添加一個類BidirectionaBubbleSort，進展“雙向冒泡法排序〞，以便擴展該排序系統(tǒng)的功能。為了實現(xiàn)擴展功能，需要相應地修改Context類與客戶圖形界面類StrategyGUI。【添加代碼】添加BidirBubbleSort類：publicclassBidirBubbleSortimplementsSortAlgorithm{publicint[]sort(int[]nums,Contextct){ct.startExecution();intj;intlimit=nums.length;intst=-1;while(st<limit){booleanflipped=false;st++;limit--;for(j=st;j<limit;j++){if(nums[j]>nums[j+1]){intT=nums[j];nums[j]=nums[j+1];nums[j+1]=T;flipped=true;}}if(!flipped){ct.endExecution();returnnums;}for(j=limit;--j>=st;){if(nums[j]>nums[j+1]){intT=nums[j];nums[j]=nums[j+1];nums[j+1]=T;flipped=true;}}if(!flipped){ ct.endExecution();returnnums;}}ct.endExecution();returnnums;}}添加GUI：〔1〕publicstaticfinalStringBidirBubble="BidirBubbleSort";〔2〕cmbAlgorithm.addItem(BidirBubble);〔3〕if(type.equals(BidirBubble)){ sa=newBidirBubbleSort(); }【實驗結(jié)果】【實驗小結(jié)】通過此次實驗讓我們更加理解了策略模式的優(yōu)勢，實現(xiàn)