设计模式实验五.doc

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：AbstractLog.javapublic interface AbstractLog public void method();LogProxy.javaimport java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;public class LogProxy implements AbstractLog private LogRecord logRecord = new LogRecord(); private SimpleDateFormat SDF = new SimpleDateFormat(yyyy-MM-dd HH:mm:ss); private String time = SDF.format(new Date(); public void method() System.out.println(方法Method被调用，调用时间为： + time); try logRecord.method(); System.out.println(方法method()调用成功); catch(Exception e) System.out.println(方法method()调用失败); LogRecord.javapublic class LogRecord implements AbstractLog public void method() System.out.println(真实业务方法); XMLUtil.javaimport javax.xml.parsers.*;import org.w3c.dom.*;import java.io.*;public class XMLUtil/该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象 public static Object getBean() try /创建DOM文档对象 DocumentBuilderFactory dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance(); DocumentBuilder builder = dFactory.newDocumentBuilder(); Document doc; doc = builder.parse(new File(src/config.xml); /获取包含类名的文本节点 NodeList nl = doc.getElementsByTagName(className); Node classNode=nl.item(0).getFirstChild(); String cName=classNode.getNodeValue(); /通过类名生成实例对象并将其返回 Class c=Class.forName(cName); Object obj=c.newInstance(); return obj; catch(Exception e) e.printStackTrace(); return null; Client.javapublic class Client public static void main(String args)AbstractLog al;al = (AbstractLog)XMLUtil.getBean();al.method();2. 类图：实现代码：AbstractSearch .javapublic interface AbstractSearch String search(String uid);SearchProxy.javapublic class SearchProxy implements AbstractSearch private RealSearch realSearch = new RealSearch(); private Validator validator; public String search(String uid) if (Validate(uid) String result = realSearch.search(uid); Log(uid); return result; else return null; private void Log(String uid) System.out.println(记录日志); private boolean Validate(String uid) validator = new Validator(); return validator.validate(uid); RealSearch.javapublic class RealSearch implements AbstractSearch public String search(String uid) System.out.println(uid + 在进行具体查询); return 具体查询内容; Validator.javapublic class Validator public boolean validate(String uid) if (uid = uid) System.out.println(验证通过); return true; System.out.println(验证失败); return false; public class Client public static void main(String args)AbstractSearch as;as = (AbstractSearch)XMLUtil.getBean();as.search(uid);3. 类图：实现代码：Leader.javapublic abstract class Leader protected Leader successor; protected String name; public Leader() public abstract void handleRequest(PurchaseRequest pRequest); public Leader(String name) = name; public void setSuccessor(Leader successor) this.successor = successor; Director.javapublic class Director extends Leader public Director(String name) super(name); public void handleRequest(PurchaseRequest pRequest) if (pRequest.getMoney() 50000) System.out.println(主任 + + 审批采购单，采购金额为 + pRequest.getMoney(); else if(this.successor != null) this.successor.handleRequest(pRequest); Manager.javapublic class Manager extends Leader public Manager(String name) super(name); public void handleRequest(PurchaseRequest pRequest) if (pRequest.getMoney() 100000) System.out.println(副董事长 + + 审批采购单，采购金额为 + pRequest.getMoney(); else if(this.successor != null) this.successor.handleRequest(pRequest); GeneralManager.javapublic class GeneralManager extends Leader public GeneralManager(String name) super(name); public void handleRequest(PurchaseRequest pRequest) if (pRequest.getMoney() 500000) System.out.println(董事长 + + 审批采购单，采购金额为 + pRequest.getMoney(); else if(this.successor != null) this.successor.handleRequest(pRequest); BoardOfDirectors.javapublic class BoardOfDirectors extends Leader public BoardOfDirectors() public void handleRequest(PurchaseRequest pRequest) System.out.println(董事会讨论决定是否批准采购单，采购金额为 + pRequest.getMoney(); public class PurchaseRequest private double money; public PurchaseRequest(double money) this.money = money; public double getMoney() return money; public void setMoney(double newMoney) money = newMoney; public class Client public static void main(String args)Leader l1, l2, l3, l4;PurchaseRequest pr1, pr2, pr3, pr4, pr5;l1 = new Director(张三);l2 = new Manager(李四);l3 = new GeneralManager(王五);l4 = new BoardOfDirectors();pr1 = new PurchaseRequest(20000);pr2 = new PurchaseRequest(60000);pr3 = new PurchaseRequest(120000);pr4 = new PurchaseRequest(520000);l1.setSuccessor(l2);l2.setSuccessor(l3);l3.setSuccessor(l4);l1.handleRequest(pr1);l1.handleRequest(pr2);l1.handleRequest(pr3);l1.handleRequest(pr4);4. 类图：实现代码：SearchContext.javapublic abstract class SearchContext protected SearchContext successor; public void setSuccessor(SearchContext successor) this.successor = successor; public abstract void search(String key);SearchContext1.javapublic class SearchContext1 extends SearchContext public void search(String key) if (key = key1) System.out.println(在Context1中查到相关内容); else if (this.successor != null) this.successor.search(key); SearchContext2.javapublic class SearchContext2 extends SearchContext public void search(String key) if (key = key2) System.out.println(在Context2中查到相关内容); else if (this.successor != null) this.successor.search(key); else System.out.println(未查到相关内容); Client.javapublic class Client public static void main(String args)SearchContext sc1, sc2;sc1 = new SearchContext1();sc2 = new SearchContext2();sc1.setSuccessor(sc2);sc1.search(key2);5. 类图：实现代码：Switch.javapublic class Switch private AbstractCommand abstractCommand; public void setComman(AbstractCommand abstractCommand) this.abstractCommand = abstractCommand; public void open() abstractCommand.open(); public void close() abstractCommand.close(); AbstractCommand.javapublic abstract class AbstractCommand public abstract void open(); public abstract void close();FunCommand.javapublic class FunCommand extends AbstractCommand private Fun fun = new Fun(); public void open() fun.open(); public void close() fun.close(); LightCommand.javapublic class LightCommand extends AbstractCommand private Light light = new Light(); public void open() light.open(); public void close() light.close(); Fun.javapublic class Fun public void open() System.out.println(开风扇); public void close() System.out.println(关风扇); Light .javapublic class Light public void open() System.out.println(开灯); public void close() System.out.println(关灯); Client.javapublic class Client public static void main(String args)Switch s = new Switch();AbstractCommand ac;ac = (AbstractCommand)XMLUtil.getBean();s.setComman(ac);s.open();s.close();6. 类图：实现代码：Menu.javaimport java.util.ArrayList;public class Menu public ArrayList menuItemList = new ArrayList(); public void addMenuItem(MenuItem menuItem) menuItemList.add(menuItem); System.out.println(menuItem.getName() + 功能加入主菜单); public void removeMenuItem(MenuItem menuItem) menuItemList.remove(menuItem); System.out.println(menuItem.getName() + 功能从主菜单中移除); MenuItem.javapublic class MenuItem private String name; public AbstractCommand abstractCommand; public void click() abstractCommand.execute(); public MenuItem(String name) = name; public void setCommand(AbstractCommand abstractCommand) this.abstractCommand = abstractCommand; public String getName() return name; AbstractCommand .javapublic abstract class AbstractCommand public abstract void execute();OpenCommand.javapublic class OpenCommand extends AbstractCommand