超設(shè)計(jì)模式大作業(yè)報(bào)告

1、2014-2015 學(xué)年第二學(xué)期設(shè)計(jì)模式大作業(yè)課題名稱：設(shè)計(jì)模式在 Duck 模擬器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用班 級(jí)：12 級(jí)軟工設(shè)計(jì)（1）班 學(xué) 號(hào)：1215115325：超成 績(jī)：2015 年 6 月 1 日題目仔細(xì)閱讀Head設(shè)計(jì)模式中第 12一部分的 Duck 模擬器。設(shè)計(jì)一個(gè)類似的鴨子模擬器，除了原有要求外，在一個(gè) Quacklogist 中統(tǒng)計(jì)通知它的鴨子的個(gè)數(shù)，在一個(gè)中統(tǒng)計(jì)像鴨子一樣叫的 bird 的個(gè)數(shù)，對(duì)二者進(jìn)行比較，給出最終的測(cè)試代碼。問題分析通過對(duì) Head設(shè)計(jì)模式學(xué)習(xí)(JAVA 版)鴨子與策略（Strategy）模式 ，對(duì)于鴨子的模擬器有一定的認(rèn)識(shí)和了解，對(duì)于設(shè)計(jì)模式的設(shè)計(jì)原則：1.

2、邏輯代碼獨(dú)立到單獨(dú)的方法中，注重封裝性-易讀，易復(fù)用。不要在一個(gè)方法中，寫下上百行的邏輯代碼。把各小邏輯代碼獨(dú)立出來，寫于其它方法中，易讀其可重復(fù)調(diào)用。2.寫類，寫方法，寫功能時(shí)，應(yīng)考慮其移植性，復(fù)用性：防止代碼！是否可以拿到其它同類事物中應(yīng)該？是否可以拿到其它系統(tǒng)中應(yīng)該？3.熟練運(yùn)用繼承的：找出應(yīng)用中相同之處，且不容易發(fā)生變化的東西，把它們抽取到抽象類中，讓子類去繼承它們；繼承的，也方便將自己的邏輯建立于別人的成果之上。如 ImageField extends JTextField；熟練運(yùn)用接口的：找出應(yīng)用中可能需要變化之處，把它們獨(dú)立出來，不要和那些不需要變化的代碼混在一起。1、模擬鴨子的

3、應(yīng)用程序，要求：一邊呱呱叫。中會(huì)出現(xiàn)各種顏色外形的鴨子，一邊游泳戲水，第法：（代碼）首先設(shè)計(jì)一個(gè)鴨子對(duì)象，大致這樣：public class Duckvoid quack()/.鴨子都會(huì)叫void swim()/.都會(huì)游泳void Display() /.外觀然后鴨子中有各種鴨子一邊游泳戲水，一邊呷呷叫，各種鴨子都繼承 Duck 類，游戲在預(yù)料之中運(yùn)行。在直接編寫出各種鴨子的類：MallardDuck/野鴨，RedheadDuck/紅頭鴨，各類都有三個(gè)方法：quack()：叫的方法swim()：游水的方法display()：外形的方法初始的模擬鴨子的設(shè)計(jì)類圖如下：當(dāng)然，如果不更改業(yè)務(wù)需求的話這

4、樣設(shè)計(jì)也行，但現(xiàn)在想給鴨子增加行為 fly（），問題就出現(xiàn)了，更改后的這樣設(shè)計(jì)的話就可能出現(xiàn)嚴(yán)重 了，可能導(dǎo)致一些不該出現(xiàn) fly 行為的鴨子也具有此行 為了，因此要根據(jù)幾條設(shè)計(jì)原則：找出應(yīng)用中可能需要變化之處，把它們獨(dú)立出來，不要和那些不需要變化的代碼混在一起。把可能要變化的取出并封裝起來，好讓其他部分不會(huì)受影響，系統(tǒng)變的更有彈性。 針對(duì)接口編程，而不是針對(duì)實(shí)現(xiàn)編程?！搬槍?duì)接口編程”真正的意思是“針對(duì)超類（supertype）編程”，關(guān)鍵就在利用多態(tài)，這里的接口不僅僅指接口，通常是一個(gè)抽象類或者是一個(gè)接口。 多用組合，少用繼承。 對(duì)鴨子的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。方法二：運(yùn)用繼承的特性，將其同的部分出來

5、，避免重復(fù)編程。即：設(shè)計(jì)一個(gè)鴨子的超類（Superclass）,并讓各種鴨子繼承這個(gè)超類。public class Duckpublic void quack() /呱呱叫public void swim()/游泳System.out.prln( 游泳);public abstrt void display(); /*因?yàn)橥庥^不一樣，讓子類自己去決定了。*/對(duì)于它的子類只需簡(jiǎn)單的繼承就可以了，并實(shí)現(xiàn)自己的 display()方法。/野鴨 public class MallardDuck extends Duckpublic void display()System.out.prln(野鴨的顏色

6、.); /紅頭鴨 public class RedheadDuck extends Duckpublic void display()System.out.prln(紅頭鴨的顏色.); 在想給鴨子增加行為 fly（），問題就在簡(jiǎn)單不過了，在超類中在加一個(gè)方法就可以了。public class Duckpublic void quack() /呱呱叫System.out.prln(呱呱叫);public void swim()/游泳System.out.prln( 游泳);public abstract void display(); /*因?yàn)橥庥^不一樣，讓子類自己去決定了。*/ public

7、void fly()System.out.prln(飛吧！鴨子); 對(duì)于不能飛的鴨子，在子類中只需簡(jiǎn)單的覆蓋。/殘廢鴨System.out.prln(呱呱叫);public class DisabledDuck extends Duckpublic void display()System.out.prln(殘廢鴨的顏色.); public void fly()/覆蓋，變成什么事都不做。 其它會(huì)飛的鴨子不用覆蓋。這樣所有的繼承這個(gè)超類的鴨子都會(huì) fly 了。但是問題又出來了，有的鴨子會(huì)飛，有的不能飛。對(duì)于上面的設(shè)計(jì)，你可能發(fā)現(xiàn)一些弊端，如果超類有新的特性，子類都必須變動(dòng)，這是我 們開發(fā)最不喜歡

8、看到的，一個(gè)類變讓另一個(gè)類也跟著變，這有點(diǎn)不符合 OO 設(shè)計(jì)了。這樣很顯然的耦合了一起。利用繼承耦合度太高了.把容易引起變化的部分提取出來并封裝之，來應(yīng)付以后的變法。雖然代碼量加大了，但可用性提高了，耦合度也降低了。把 Duck 中的 fly 方法和 quack 提取出來。publicerface Flyable public void fly();publicerface Quackable public void quack();最后 Duck 的設(shè)計(jì)成為：public class Duckpublic void swim()/游泳 System.out.prln( 游泳);public

9、abstract void display(); /*因?yàn)橥庥^不一樣，讓子類自 己去決定了。*/而 MallardDuck,RedheadDuck,DisabledDuck 就可以寫成為：/野鴨public class MallardDuck extends Duck implements Flyable,Quackable用接口改進(jìn).public void display()System.out.prln(野鴨的顏色.);public void fly()/實(shí)現(xiàn)該方法public void quack()/實(shí)現(xiàn)該方法/紅頭鴨public class RedheadDuck extends D

10、uck implements Flyable,Quackable public void display()System.out.prln(紅頭鴨的顏色.);public void fly()/實(shí)現(xiàn)該方法public void quack()/實(shí)現(xiàn)該方法/殘廢鴨 只實(shí)現(xiàn) Quackable（能叫不能飛）public class DisabledDuck extends Duck implements Quackable public void display()System.out.prln(殘廢鴨的顏色.);public void quack()/實(shí)現(xiàn)該方法這樣設(shè)計(jì)好處:這樣已設(shè)計(jì)，的程序就

11、降低了它們之間的耦合。設(shè)計(jì):Flyable 和 Quackable 接口一開始似乎還挺不錯(cuò)的，解決了問題（只有會(huì)飛到鴨實(shí)現(xiàn) Flyable），但是 Java 接口不具有實(shí)現(xiàn)代碼，所以實(shí)現(xiàn)接口無法達(dá)到代碼的復(fù)用。對(duì)上面各方式的總結(jié):繼承的好處:讓共同部分,可以復(fù)用.避免重復(fù)編程.繼承的不好:耦合性高.一旦超類添加一個(gè)新方法,子類都繼承,擁有此方法,若子類相當(dāng)部分不實(shí)現(xiàn)此方法,則要進(jìn)行大批量修改. 繼承時(shí),子類就不可繼承其它類了.接口的好處:解決了繼承耦合性高.且可讓實(shí)現(xiàn)類,繼承或?qū)崿F(xiàn)其它類或接口.接口的不好:不能真正實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用.可用以下的策略模式來解決.設(shè)計(jì)原則：找出應(yīng)用中相同之處，且不容易

12、發(fā)生變化的東西，把它們抽取到抽象類中，讓子類去繼承它們；找出應(yīng)用中可能需要變化之處，把它們獨(dú)立出來，不要和那些不需要變化的代碼混在一起?，F(xiàn)在，為了要分開“變化和不變化的部分”，準(zhǔn)備建立兩組類（完全遠(yuǎn)離 Duck 類），一個(gè)是fly相關(guān)的，另一個(gè)是“quack”相關(guān)的，每一組類將實(shí)現(xiàn)各自的動(dòng)作。比方說，有一個(gè)類實(shí)現(xiàn)“呱呱叫”，另一個(gè)類實(shí)現(xiàn)“吱吱叫”，還有一個(gè)類實(shí)現(xiàn)“安靜”?？赡苁紫葘憙蓚€(gè)接口。FlyBehavior(飛行行為)和 QuackBehavior（叫的行為）.publicerface FlyBehaviorpublic void fly();publicerface QuackBeha

13、viorpublic void quack();在定義一些針對(duì)FlyBehavior 的具體實(shí)現(xiàn)。public class FlyWithWings implements FlyBehavior public void fly()/實(shí)現(xiàn)了所有有翅膀的鴨子飛行行為。public class FlyNoWay implements FlyBehavior public void fly()/什么都不做，不會(huì)飛針對(duì) QuackBehavior 的幾種具體實(shí)現(xiàn)。public class Quack implements QuackBehavior public void quack()/實(shí)現(xiàn)呱呱叫的鴨

14、子public class Squeak implements QuackBehavior public void quack()/實(shí)現(xiàn)吱吱叫的鴨子public class MuteQuack implements QuackBehavior public void quack()/什么都不做，不會(huì)叫這樣的設(shè)計(jì)，可以讓飛行和呱呱叫的動(dòng)作被其他的對(duì)象復(fù)用，因?yàn)檫@些行為已經(jīng)與鴨子類無關(guān)了。而增加一些新的行為，不會(huì)影響到既有的行為類，也不會(huì)影響“使用”到飛行行為的鴨子類。最后看看 Duck 如何設(shè)計(jì)。public class Duck-在抽象類中,各接口,定義各接口對(duì)應(yīng)的方法.FlyBehavior

15、 flyBehavior;/接口 QuackBehavior quackBehavior;/接口 public Duck()public abstract void display(); public void swim()/實(shí)現(xiàn)游泳的行為public void performFly()flyBehavior.fly(); -由于是接口,會(huì)根據(jù)繼承類實(shí)現(xiàn)的方式,而調(diào)用相應(yīng)的方法.public void performQuack() quackBehavior.quack();();看看 MallardDuck 如何實(shí)現(xiàn)。-通過構(gòu)造方法,生成飛,叫具體實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例,從而指定飛,叫的具體屬性pub

16、lic class MallardDuck extends Duck public MallardDuck flyBehavior = new FlyWithWings (); quackBehavior = new Quack();/因?yàn)?MallardDuck 繼承了 Duck，所有具有 flyBehavior 與 quackBehavior 實(shí)例變量public void display()/實(shí)現(xiàn)這樣就滿足了即可以飛，又可以叫，同時(shí)展現(xiàn)自己的顏色了。這樣的設(shè)計(jì)可以看到是把 flyBehavior ，quackBehavior 的實(shí)例化寫在子類了。還可以動(dòng)態(tài)的來決定。只需在 Duck 中加

17、上兩個(gè)方法。在構(gòu)造方法中對(duì)屬性進(jìn)行賦值與用屬性的 setter 的區(qū)別：構(gòu)造方法中對(duì)屬性進(jìn)行賦值：固定，不可變；用屬性的 setter，可以在實(shí)例化對(duì)象后，動(dòng)態(tài)的變化，比較靈活。 public class DuckFlyBehavior flyBehavior;/接口 QuackBehavior quackBehavior;/接口public void setFlyBehavior(FlyBehavior flyBehavior) this.flyBehavior = flyBehavior;public void setQuackBehavior(QuackBehavior quackBeh

18、avior this.quackBehavior= quackBehavior;改進(jìn)后的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)有了更強(qiáng)的彈性，如果再增加其他行為不需要修改原有的代碼，只需要增加代碼就行，也符合 設(shè)計(jì)的開閉原則，以上設(shè)計(jì)就用到了策略模式。策略模式定 義了算法族，分別封裝起來，讓他們之間可以互相替換，此模式讓算法的變化獨(dú)立于使用算法的客戶。當(dāng)然策略模式有好的一方面也有壞的方面。優(yōu)點(diǎn)：1、提供了一種替代繼承的方法，而且既保持了繼承的優(yōu)點(diǎn)(代碼重用)還比繼承更靈活(算法獨(dú)立，可以任意擴(kuò)展)。 2、避免程序中使用多重條件轉(zhuǎn)移語句，使系統(tǒng)更靈活，并易于擴(kuò)展。3、遵守大部分 GRASP原則和常用設(shè)計(jì)原則，高內(nèi)聚、低偶合

19、。缺點(diǎn)：1、因?yàn)槊總€(gè)具體策略類都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新類，所以會(huì)增加系統(tǒng)需要的類的數(shù)量 2、Strategy 和Context 之間的通信開銷增大。根據(jù)算法的需要，Context 必須向每個(gè)不同的具體Strategy類實(shí)例傳遞不同的參數(shù)。導(dǎo)致Context會(huì)創(chuàng)建和傳遞一些用不到的參數(shù)。主要的代碼實(shí)現(xiàn)：fly 行為 /飛行接口public erface FlyBehavior public void fly();/飛public class FlyWithWings implements FlyBehavior public void fly() /不飛public class FlyNoWay impl

20、ements FlyBehavior public void fly() System.out.prln(不會(huì)飛);public class FlyRocketered implements FlyBehavior public void fly() System.out.prln(飛);quack 行為/叫接口public erface QuackBehavior public void quack();/ 嘎嘎叫public class Quack implements QuackBehavior public void quack() System.out.prln(嘎嘎叫);/吱吱叫S

21、ystem.out.prln(正在用翅膀飛行);public class Squeak implements QuackBehavior public void quack() System.out.prln(吱吱叫);/不叫public class MuteQuack implements QuackBehavior public void quack() System.out.prln(不會(huì)叫);實(shí)現(xiàn) Duck 類/鴨子超類public abstract class Duck /默認(rèn)的行為FlyBehavior flyBehavior;QuackBehavior quackBehavior

22、;public Duck() public void setFlyBehavior (FlyBehavior fb) flyBehavior = fb;public void setQuackBehavior(QuackBehavior qb) quackBehavior = qb;abstract void display();public void performFly() flyBehavior.fly();public void performQuack() quackBehavior.quack();public void swim() System.out.prln(正在游泳);建

23、立不同的鴨子類 /野鴨public class MallardDuck extends Duck public MallardDuck() quackBehavior = new Quack();flyBehavior = new FlyWithWings();public void display() System.out.prln(綠頭鴨);/紅頭鴨public class RedHeadDuck extends Duck public RedHeadDuck() flyBehavior = new FlyWithWings();quackBehavior = new Quack();pu

24、blic void display() System.out.prln(紅頭鴨);/橡皮鴨public class RubberDuck extends Duck public RubberDuck() flyBehavior = new FlyNoWay();quackBehavior = new Squeak();public void display() System.out.prln(橡皮鴨);/模型鴨public class MDuck extends Duck public MDuck() flyBehavior = new FlyNoWay();quackBehavior = new Quack();public void display() System.out.prln(模型鴨);調(diào)用代碼如下：public class MiniDuc