中南大学软件体系结构设计模式实验二全解

1《软件体系结构》实验报告项目名称设计模式实验2专业班级学号姓名实验成绩：批阅教师：年月日2实验3设计模式实验二实验学时：4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行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式，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.某企业的SCM(SupplyChainManagement，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：采购人员采购单主任副董事长董事长董事会金额＜5万元5万元≤金额＜10万元10万元≤金额＜50万元金额≥50万元试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。2.房间中的开关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。3.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。34.某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。5.某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor)将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight)将闪烁(flicker())、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm())、安全逃生门(SecurityDoor)将自动开启(open())、隔热门(InsulatedDoor)将自动关闭(close())等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制。为了将来能够方便地引入新类型的响应设备，采用观察者模式和适配器模式设计并模拟实现该系统。6.某软件公司为某电影院开发了一套影院售票系统，在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票(MovieTicket)打折(Discount)方式，具体打折方案如下：(1)学生凭学生证可享受票价8折优惠；(2)年龄在10周岁及以下的儿童可享受每张票减免10元的优惠（原始票价需大于等于20元）；(3)影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。该系统在将来可能还要根据需要引入新的打折方式。试使用策略模式设计并编程模拟实现该影院售票系统。7.为了实现一些特殊的显示效果，某公司欲开发一款手机数码照片处理软件，在该软件中为照片(Photograph)提供了多种滤镜(Filter)效果，例如黑白滤镜(BlackWhiteFilter)、单色滤镜(MonochromaticFilter)、怀旧滤镜(NostalgicFilter)等，不同的滤镜通过不同的算法对照片进行美化，如下图所示。该软件可以灵活地增加一些新的滤镜效果。选择一种合适的设计模式来设计该照片处理软件，结合场景绘制相应的类图并编程模拟实现。4三、实验要求1.结合实例，正确无误地绘制职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式的模式结构图；2.使用任意一种面向对象编程语言实现职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式实例，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；2.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；3.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；4.结合实例，使用PowerDesigner绘制观察者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绘制观察者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绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；7.结合实例，使用PowerDesigner绘制策略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：Approver-successor:Approver++setSuccessor(ApproveraSuccessor)processRequest(PurchaseRequestqRequest)...:void:voidPurchaseRequest---amountnumberprupose:double:int:StringDirectorVicePresidentPresidentCongress5实现代码：publicclassPurchaseRequest{publicdoubleamount;publicintnumber;publicStringpurpose;publicdoublegetAmount(){returnamount;}publicvoidsetAmount(doubleamount){this.amount=amount;}publicintgetNumber(){returnnumber;}publicvoidsetNumber(intnumber){this.number=number;}publicStringgetPurpose(){returnpurpose;}publicvoidsetPurpose(Stringpurpose){this.purpose=purpose;}}publicclassApprover{protectedApproversuccesor;publicApprover(){succesor=null;}publicvoidprocessRequest(PurchaseRequestaRequest){if(succesor!=null){succesor.processRequest(aRequest);}}publicvoidsetSuccesor(Approversuccesor){this.succesor=succesor;}}publicclassCongressextendsApprover{6publicvoidprocessRequest(PurchaseRequestrequest){if(request.getAmount()=500000){System.out.println(董事会);}}}publicclassDirectorextendsApprover{publicvoidprocessRequest(PurchaseRequestrequest){if(request.getAmount()50000){System.out.println(主任);}else{if(this.succesor!=null){this.succesor.processRequest(request);}}}}publicclassPresidentextendsApprover{publicvoidprocessRequest(PurchaseRequestrequest){if(request.getAmount()500000){System.out.println(董事长);}else{if(this.succesor!=null){this.succesor.processRequest(request);}}}}publicclassVicePresidentextendsApprover{publicvoidprocessRequest(PurchaseRequestrequest){if(request.getAmount()100000){System.out.println(副董事长);}else{if(this.succesor!=null){this.succesor.processRequest(request);}}}}72.类图：AbstractCommand{abstract}+excute()...:voidSwitch-command:AbstractCommand++open()close()...:void:voidLight++open()close()...:void:voidFun++open()close()...:void:voidLightCommand-light:Light+excute():voidFunCommand-fun:Fun+excute():voidClient实现代码：publicabstractclassAbstractCommand{publicabstractvoidopen();publicabstractvoidclose();}publicclassSwitch{privateAbstractCommandcommand;publicvoidsetCommand(AbstractCommandcommand){this.command=command;}publicvoidopen(){command.open();}publicvoidclose(){command.close();}}publicclassFun{publicvoidopen(){System.out.println(开风扇);}publicvoidclose(){System.out.println(关风扇);}}8publicclassLight{publicvoidopen(){System.out.println(打开);}publicvoidclose(){System.out.println(关灯);}}publicclassFunCommandextendsAbstractCommand{privateFunfun=newFun();@Overridepublicvoidopen(){//TODOAuto-generatedmethodstubfun.open();}@Overridepublicvoidclose(){//TODOAuto-generatedmethodstubfun.close();}}publicclassLightCommandextendsAbstractCommand{privateLightlight=newLight();@Overridepublicvoidopen(){//TODOAuto-generatedmethodstublight.open();}@Overridepublicvoidclose(){//TODOAuto-generatedmethodstublight.close();}}93.