面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析和設計綜合實驗報告4

1、實驗名稱：實驗4 設計模型實驗2學期： 2017-2018 學年第二學期一、實驗目的1熟練使用面向?qū)ο笤O計原則對系統(tǒng)進行重構(gòu)；2熟練使用面向?qū)ο缶幊陶Z言（JAVA或 C+）實現(xiàn)幾種常見的設計模式，包括單例模式、策略模式、裝飾模式和適配器模式，理解每一種設計模式的模式動機，掌握模式結(jié)構(gòu)，學習如何使用代碼實現(xiàn)這些模式。二、實驗要求1. 選擇合適的面向?qū)ο笤O計原則對系統(tǒng)進行重構(gòu)，正確無誤地繪制重構(gòu)之后的類圖；2. 結(jié)合實例，正確無誤地繪制單例模式、策略模式、裝飾模式和適配器模式的結(jié)構(gòu)圖；3. 實現(xiàn)單例模式、策略模式、裝飾模式和適配器模式，代碼運行正確無誤。三、實驗內(nèi)容1. 現(xiàn)實生活中，居民身份證號碼

2、具有唯一性，同一個人不允許有多個身份證號碼，第一次申請身份證時將號碼分配給居民， 如果之后因為遺失等原因補辦時， 還是使用原來的身份證號碼，不會產(chǎn)生新號碼，現(xiàn)使用單例模式模擬該場景。1） 類圖2） 實現(xiàn)代碼：publicclassIdClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) IdentityCardNo.getInstance();IdentityCardNo.getInstance();packageRefactoring1;publicclassIdentityCardNo privatestaticIdentityCardNoinstance;pr

3、ivateStringno;privateIdentityCardNo() publicstaticIdentityCardNo getInstance() if( instance=null) System.out .println(" 第一次辦理身份證，分配新號碼" );instance=new IdentityCardNo();instance.setNo("No6000654321");System.out .println(" 身份證號碼為：" +instance.getNo();elseSystem.out .printl

4、n(" 重復辦理身份證, 獲取舊號碼！" );returninstance;publicString getNo() returnno ;publicvoidsetNo(Stringno ) this. no =no;2. 每一麻將局都有兩個骰子，因此骰子就應當是雙例類?，F(xiàn)使用多例模式模擬該場景。1） 類圖2） 實現(xiàn)代碼：importimportpublicclassDice privatestaticDiceprivatestaticDiceprivateDice() die1=new Dice();die2=new Dice();publicstaticDice get

5、Instance(if( whichOne= 1) returndie1 ;elsereturndie2 ;intwhichOne ) publicsynchronizedintdice() Dated =new Date();Random r =new Random( d.getTime();intvalue=r .nextInt();value= Math.abs ( value );value=value% 6;value+= 1;returnvalue ;public class DiceClient private static Dice die1, die2;public stat

6、ic void main(String args) die1 = Dice.getInstance(1);die2 = Dice.getInstance(2);第一骰子骰出 : " + die1.dice();第二骰子骰出 : " + die2.dice();3. 某軟件公司為某電影院開發(fā)了一套影院售票系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中需要為不同類型的用戶提供不同的電影票 (MovieTicket) 打折 (Discount) 方式，具體打折方案如下：學生憑學生證可享受票價8 折優(yōu)惠；年齡在10 周歲及以下的兒童可享受每張票減免10 元的優(yōu)惠（原始票價需大于等于20 元）；影院 VIP 用戶

7、除享受票價半價優(yōu)惠外還可進行積分，影院贈送的獎品。該系統(tǒng)在將來可能還要根據(jù)需要引入新的打折方式。試使用策略模式設計并編程模擬實現(xiàn)該影院售票系統(tǒng)。1） 類圖積分累計到一定額度可換取電2） 實現(xiàn)代碼：publicinterfaceDiscount publicdoublecalculate(doubleprice);publicclassMovieTicket privatedoubleprice;privateDiscountdiscount;publicvoidsetPrice(doublethis. price=price;/ 維持一個對抽象折扣類的引用price) / 注入一個折扣類對象p

8、ublicvoidsetDiscount(Discountdiscount) this. discount=discount;publicdoublegetPrice() / 調(diào)用折扣類的折扣價計算方法returndiscount.calculate(this. price);/VIP會員票折扣類：具體策略類publicclassVIPDiscountimplementsDiscount publicdoublecalculate(doubleprice) System.out .println("VIP票： " );System.out .println(" 增

9、加積分！ " );returnprice* 0.5;/ 學生票折扣類：具體策略類publicclassStudentDiscountpublicdoublecalculate(System.out .println(returnprice* 0.8;implementsdoubleprice" 學生票： " );Discount ) / 兒童票折扣類：具體策略類publicclassChildrenDiscountimplementsDiscount publicdoublecalculate(doubleprice) System.out .println(&q

10、uot; 兒童票： " );returnprice- 10;publicclassMoviceClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) MovieTicketmt =new MovieTicket();doubleoriginalPrice= 60.0;doublecurrentPrice;mt.setPrice(originalPrice);System.out .println(" 原始價為： " +originalPriceSystem.out .println("-"););Discountdis

11、count= new VIPDiscount();/vip用戶mt.setDiscount(discount ); /注入折扣對象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后價為： " +currentPrice);discount= new StudentDiscount();/ 學生用戶mt.setDiscount(discount ); /注入折扣對象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后價為： " +currentPrice)

12、;discount= new ChildrenDiscount();/ 兒童用戶mt.setDiscount(discount ); /注入折扣對象currentPrice=mt.getPrice();System.out .println(" 折后價為： " +currentPrice);3） 實現(xiàn)結(jié)果 :4. 某軟件公司欲開發(fā)一款飛機模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要模擬不同種類飛機的飛行特征與起飛特征，需要模擬的飛機種類及其特征如表1 所示：表 1 飛機種類及特征一覽表飛機種類起飛特征飛行特征直升機 (Helicopter)垂直起飛 (VerticalTakeOff)亞音速飛行 (

13、SubSonicFly)客機 (AirPlane)長距離起飛 (LongDistanceTakeOff)亞音速飛行 (SubSonicFly)殲擊機 (Fighter)長距離起飛 (LongDistanceTakeOff)超音速飛行 (SuperSonicFly)鷂式戰(zhàn)斗機 (Harrier)垂直起飛 (VerticalTakeOff)超音速飛行 (SuperSonicFly)為將來能夠模擬更多種類的飛機，試采用策略模式設計并模擬實現(xiàn)該飛機模擬系統(tǒng)。1） 類圖2） 實現(xiàn)代碼：publicclassplane privatestatestate; / 狀態(tài)publicvoidsettakeoff

14、Features(statetFeatures)this. state=tFeatures;publicvoidsetplanetype(Stringif ( type =" 直升機 " )state=new Helicopter();elseif ( type = " 客機 " )state=new AirPlane();type ) elseif ( type = " 殲擊機 state =new Fighter();" )elseif ( type = " 鷂式戰(zhàn)斗機 state =new Harrier();&quo

15、t; )elsestate=null;publicvoidtakeoff()state.takeOff();publicvoidfly()state.fly();publicclassAirPlaneimplementsstateOverridepublicString takeOff() System. out .println(" 長距離起飛return" 長距離起飛 " ;" );OverridepublicString fly() System. out .println(return" 亞音速飛行" ;" 亞音速飛

16、行" );publicclassFighterimplementsstateOverridepublicString takeOff() System. out .println(" 長距離起飛return" 長距離起飛 " ;" );OverridepublicString fly() System. out .println(return" 超音速飛行" ;" 超亞音速飛行" );publicclassHarrierimplements stateOverridepublicString takeOf

17、f() System.out .println(" 垂直起飛 " );return"垂直起飛 "OverridepublicString fly() System.out .println(" 超亞音速飛行 " );return" 超音速飛行 " ;publicclassHelicopterimplements stateOverridepublicString takeOff() System.out .println(" 垂直起飛 " );return"垂直起飛 "Ove

18、rridepublicString fly() System. out .println(" 亞音速飛行 " );return" 亞音速飛行 " ;publicinterfacestate publicString takeOff();/ 起飛publicString fly();/ 飛行publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) planeplaneplaneplaneplane=new plane();.setplanetype(" 殲擊機.takeoff();.fly();&qu

19、ot; );3） 實現(xiàn)結(jié)果：5. 兒子、媽媽、父親三人合作畫一幅畫，兒子負責畫出一朵花的輪廓，媽媽負責涂上顏色、父親負責將畫裱在畫框里。現(xiàn)請使用裝飾模式模擬這個過程。1） 類圖2） 實現(xiàn)代碼：publicinterfacepainting publicString Draw();publicclassSonimplementspaintingOverridepublicString Draw() System. out .println(" 兒子用筆畫出了花的輪廓return" 兒子用筆畫出了花的輪廓" ;" );publicclass private

20、public thisFatherimplementspaintingpaintingFather(painting. painting= paintingpainting; / 被裝飾者painting) ;privatepublicFather() voidpaint() / 爸爸裝飾者做的職責System.out .println(" 爸爸正在做上畫框前的準備工作painting.Draw();/爸爸裝飾者做職責System.out .println(" 父親將畫裱在畫框里" );OverridepublicString Draw() System. out

21、 .println(" 父親將畫裱在畫框里" );return" 父親將畫裱在畫框里" ;" );publicclassprivateMother paintingimplements paintingpainting; / 被裝飾者publicthisMother(painting. painting= paintingpainting;) privateMother() publicvoidpaint() System. out .println(" 媽媽正在做給畫上顏色前的準備工作。painting.Draw();/ 媽媽裝飾者

22、做的職責System. out .println(" 媽媽給畫上好了顏色" );OverridepublicString Draw() System. out .println(" 媽媽給畫上好了顏色" );return" 媽媽給畫上好了顏色" ;" );publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringpaintingpainting= new Son();painting.Draw();painting=new Mother(paintingpainting.Draw();pain

23、ting=new Father(paintingpainting.Draw();args ););3） 實現(xiàn)結(jié)果：6. 某公司想通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)，但是擔心文件被竊取。他們的所有數(shù)據(jù)都采用字符的方式傳送。 現(xiàn)在他們開發(fā)了一個數(shù)據(jù)加密模塊，可以對字符串進行加密， 以便數(shù)據(jù)更安全地傳送。最簡單的加密算法通過對字母向后移動6 位來實現(xiàn)， 同時還提供了稍復雜的逆向輸出加密，還提供了更為高級的求模加密，讓每一位與6 求模。用戶先使用最簡單的加密算法對字符串進行加密，再對加密之后的結(jié)果使用復雜加密算法進行二次加密， 再對二次加密結(jié)果用高級加密算法進行第三次加密。 現(xiàn)請使用裝飾模式模擬這個過程。1） 類圖2）

24、 實現(xiàn)代碼：publicclassConcreteEncryptimplementsEncryptComponetprivateEncryptComponetencryptComponet;publicConcreteEncrypt(EncryptComponetencryptComponetsuper ();this. encryptComponet=encryptComponet;) publicvoid encrypt() encryptComponet.encrypt();publicinterfaceEncryptComponet publicabstractvoidencrypt(

25、);publicclassRawDataimplementsEncryptComponetpublicvoidencrypt() System.out .println(" 這是要發(fā)送的數(shù)據(jù)" );publicclassReversEncryptimplementspublicReversEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addReservesEncrypt();privateSystem.voidaddReservesEncrypt() out .println(" 反向加密"

26、 );Overridepublicvoidencrypt() public class SuperEncrypt implements public SuperEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addSuperEncrypt();privateSystem.voidaddSuperEncrypt() out .println(" 最高加密算法" );Overridepublicvoidencrypt() public class TranslateEncrypt implements public

27、TranslateEncrypt(EncryptComponetEncryptComponetencryptComponet) addTranslateEncrypt();privateSystem.voidaddTranslateEncrypt() out .println(" 移動加密 " );Overridepublicvoidencrypt() publicclass Client publicstaticvoidmain(Stringargs ) EncryptComponets0 , s1 , s2 , s3 ;s0=new RawData();s1=new T

28、ranslateEncrypt(s0 );s2=new ReversEncrypt(s1 );s3=new SuperEncrypt(s2 );s3 .encrypt();7. 現(xiàn)需要設計一個可以模擬各種動物行為的機器人，在機器人中定義了一系列方法，如機器人叫喊方法cry()、機器人移動方法move()等。如果希望在不修改已有代碼的基礎(chǔ)上使得機器人能夠像狗一樣叫，像狗一樣跑，使用適配器模式進行系統(tǒng)設計。1)類圖2) 實現(xiàn)代碼public interface public void public voidRobot cry();move();publicclassDog publicvoidba

29、rks()System. out .println(" 狗在叫" );publicvoidrun()System. out .println(" 狗在跑" );publicclassDogadapterOverridepublicvoidcry() barks();extendsDogimplementsRobotOverridepublicvoidmove() run();publicclassClient publicstaticvoidmain(Stringargs ) Dogadapterdogrobot=new Dogadapter();dog

30、robot.move();dogrobot.cry();3) 實現(xiàn)結(jié)果8. 在 NBA 作為外籍中鋒，我需要翻譯，具體場景描述如下：姚明剛來到 NBA，身材夠高，球技夠好；但是英語不是很懂，聽不懂教練的戰(zhàn)術(shù)安排；球員分為前鋒、中鋒和后衛(wèi)；教練會給球員分配進攻、防守任務。現(xiàn)請使用適配器模式模擬這個場景。1） 類圖2） 實現(xiàn)代碼：publicabstractclassPlayerprotected String public Player(Stringname;name)this. name =name;publicpublicabstractabstractvoidattack();voidde

31、fense();publicclassGuardsextendsPlayerpublicGuards(Stringname)super ( name);publicvoidattack()System.out .println(" 后衛(wèi) " +name +" 進攻 " );publicvoiddefense()System.out .println("后衛(wèi)" +name +" 防守" );publicclassCenterpublicCenter(StringextendsPlayername)super ( name);publicvoidattack()System.out .println(" 中鋒 " +name +" 進攻 " )