实验5 结构型和行为型设计模式实验.doc

软件体系结构实验报告项目名称 结构型和行为型设计模式实验 专业班级 软件工程1206 学 号 3901120604 姓 名 金初阳 实验成绩：批阅教师：2014年 12 月 24 日19实验5 结构型和行为型设计模式实验实验学时： 2 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结构型和行为型设计模式，包括代理模式、职责链模式和命令模式，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. 在某应用软件中需要记录业务方法的调用日志，在不修改现有业务类的基础上为每一个类提供一个日志记录代理类，在代理类中输出日志，例如在业务方法method()调用之前输出“方法method()被调用，调用时间为2014-11-5 10:10:10”，调用之后如果没有抛异常则输出“方法method()调用成功”，否则输出“方法method()调用失败”。在代理类中调用真实业务类的业务方法，使用代理模式设计该日志记录模块的结构，绘制类图并编程模拟实现。2. 某软件公司承接了某信息咨询公司的收费商务信息查询系统的开发任务，该系统的基本需求如下：(1) 在进行商务信息查询之前用户需要通过身份验证，只有合法用户才能够使用该查询系统；(2) 在进行商务信息查询时系统需要记录查询日志，以便根据查询次数收取查询费用。该软件公司开发人员已完成了商务信息查询模块的开发任务，现希望能够以一种松耦合的方式向原有系统增加身份验证和日志记录功能，客户端代码可以无区别地对待原始的商务信息查询模块和增加新功能之后的商务信息查询模块，而且可能在将来还要在该信息查询模块中增加一些新的功能。试使用代理模式设计并编程模拟实现该收费商务信息查询系统。【提示：使用保护代理和智能引用代理】3. 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实现该系统。4. 某公司欲开发一个软件系统的在线文档帮助系统，用户可以在任何一个查询上下文中输入查询关键字，如果当前查询环境下没有相关内容，则系统会将查询按照一定的顺序转发给其他查询环境。基于上述需求，试采用职责链模式对该系统进行设计。5. 房间中的开关就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。6. 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。三、实验要求1. 结合实例，正确无误地绘制代理模式、职责链模式和命令模式的模式结构图；2. 使用任意一种面向对象编程语言实现代理模式、职责链模式和命令模式实例，代码运行正确无误。四、实验步骤1. 结合实例，使用PowerDesigner绘制代理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绘制代理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；4. 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；5. 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；6. 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。五、实验结果1. 类图：实现代码：Client .javapackage com.exercise3.Test1;import util.ParseXML;public class Client public static void main(String args) Subject subject;subject = (Subject) ParseXML.getBeanObj();subject.method();Subject .javapackage com.exercise3.Test1;public interface Subject void method() ;RealSubject .javapackage com.exercise3.Test1;import java.util.Random;public class RealSubject implements Subject Overridepublic void method() Proxy .javapackage com.exercise3.Test1;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;public class Proxy implements Subjectprivate RealSubject realSubject = new RealSubject();Overridepublic void method() SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat(yyyy-MM-dd HH:mm:ss);Date date = new Date();System.out.println(方法method()被调用，调用时间为+format.format(date);try realSubject.method();System.out.println(方法method()调用成功); catch (Exception e) System.out.println(方法method()调用失败);实验结果:2. 类图：实现代码：Client .javapackage com.exercise3.Test2;import java.util.Random;import util.ParseXML;public class Client public static void main(String args) Subject subject = (Subject) ParseXML.getBeanObj();Random random = new Random();int lever;for (int i = 0; i 10; i+) lever = random.nextInt(2);subject.setLever(lever);subject.query();System.out.println(-);Subject .javapackage com.exercise3.Test2;public interface Subject void query();void setLever(int lever);RealSubject .javapackage com.exercise3.Test2;public class RealSubject implements Subject Overridepublic void query() System.out.println(商务信息查询);Overridepublic void setLever(int lever) Proxy .javapackage com.exercise3.Test2;public class Proxy implements Subject private RealSubject subject = new RealSubject();private int lever = 0;private int time= 0;Overridepublic void query() if(lever = 0)System.out.println(没有权限进行商务查询); elsesubject.query();System.out.println(已经查询+ (+time)+次);Overridepublic void setLever(int lever) this.lever = lever;实验结果：3. 类图：实现代码：Client .javapackage com.exercise3.Test3;public class Client public static void main(String args) Leader director = new Director();Leader viceChairman = new ViceChairman();Leader chairman = new Chairman();director.setSuccessor(viceChairman);viceChairman.setSuccessor(chairman);director.operation(4300);System.out.println(-);director.operation(43000);System.out.println(-);director.operation(430000);System.out.println(-);director.operation(4300000);System.out.println(-);Leader .javapackage com.exercise3.Test3;public abstract class Leader protected Leader successor;public abstract void operation(int money);public void setSuccessor(Leader successor) this.successor = successor;Director .javapackage com.exercise3.Test3;public class Director extends Leader Overridepublic void operation(int money) if(money 50000)System.out.println(主任审批通过金额为 + money); elsesuccessor.operation(money);ViceChairman .javapackage com.exercise3.Test3;public class ViceChairman extends Leader Overridepublic void operation(int money) if(money 100000)System.out.println(副董事长审批通过金额为 + money); elsesuccessor.operation(money);Chairman .javapackage com.exercise3.Test3;public class Chairman extends Leader Overridepublic void operation(int money) if(money 500000)System.out.println(董事长审批通过金额为 + money); elseSystem.out.println(需要开董事会讨论决定,金额为+ money);实验结果：4. 类图：实现代码：Client .javapackage com.exercise3.Test4;public class Client public static void main(String args) Context javaContext = new JavaContext();Context cContext = new CContext();Context objectCContext = new ObjectCContext();javaContext.setSuccessor(cContext);cContext.setSuccessor(objectCContext);javaContext.search(java);System.out.println(-);javaContext.search(C);System.out.println(-);javaContext.search(ObjectC);System.out.println(-);javaContext.search(C+);System.out.println(-);Context .javapackage com.exercise3.Test4;public abstract class Context protected Context successor;public void setSuccessor(Context successor) this.successor = successor;public abstract void search(String key);JavaContext .javapackage com.exercise3.Test4;public class JavaContext extends Context Overridepublic void search(String key) if(java.equals(key)System.out.println(是java环境); elsesuccessor.search(key);CContext .javapackage com.exercise3.Test4;public class CContext extends Context Overridepublic void search(String key) if(C.equals(key)System.out.println(是C环境); elsesuccessor.search(key);ObjectCContext .javapackage com.exercise3.Test4;public class ObjectCContext extends Context Overridepublic void search(String key) if(ObjectC.equals(key)System.out.println(是ObjectC环境); elseSystem.out.println(没找到);实验结果：5. 类图：实现代码：Client.javapackage com.exercise3.Test5;import util.ParseXML;public class Client public static void main(String args) Command command = (Command) ParseXML.getBeanObj();Invoker invoker = new Invoker();invoker.setCommand(command);invoker.excute();Invoker .javapackage com.exercise3.Test5;public class Invoker private Command command;public void setCommand(Command command) mand = command;public void excute()command.excute();Command .javapackage com.exercise3.Test5;public interface Command void excute();LampCommand .javapackage com.exercise3.Test5;public class LampCommand implements Command private Lamp lamp;public LampCommand()lamp = new Lamp();Overridepublic void excute() lamp.action();FanCommand .javapackage com.exercise3.Test5;public class FanCommand implements Command private Fan fan;public FanCommand()fan = new Fan();Overridepublic void excute() fan.action();Lamp .javapackage com.exercise3.Test5;public class Lamp public void action()System.out.println(lamp works);Fan .javapackage com.exercise3.Test5;public class Fan public void action()System.out.println(fan works);实验结果：6. 类图：实现代码：package com.exercise3.Test6;Client.javaimport java.util.ArrayList;import java.util.List;import sun.font.CreatedFontTracker;public class Client public static void main(String args) Menu menu = new Menu();List items = new ArrayList();Command craeteCommand = new CraeteCommand();Command openCommand = new OpenCommand();Command editCommand = new EditCommand();items.add(new MenuItem(editCommand);items.add(new MenuItem(openCommand);items.add(new MenuItem(craeteCommand);for (MenuItem menuItem : items) menuItem.excute();Menu .javapackage com.exercise3.Test6;import java.util.List;public class Menu private List items;public void setItems(List items) this.items = items;MenuItem .javapackage com.exercise3.Test6;public class MenuItem private Command command;public MenuItem(Command command) super();mand = command;public void setCommand(Command command) mand = command;public void excute()command.excute();Command .javapackage com.exercise3.Test6;public interface Command void excute();package com.exercise3.Test6;public class OpenCommand implements Command privat