精品实验报告软件体系结构设计模式实验报告.docx

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精品实验报告软件体系结构设计模式实验报告

软件体系结构

设计模式实验报告

学生姓名：

所在学院：

学生学号：

学生班级：

指导老师：

完成日期：

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设计模式，包括组合模式、外观模式、代理模式、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，并学会分析这些模式的使用效果。

二、实验内容

使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式，包括根据实例绘制模式结构图、编写模式实例实现代码，运行并测试模式实例代码。

（1）组合模式

使用组合模式设计一个杀毒软件（AntiVirus）的框架，该软件既可以对某个文件夹（Folder）杀毒，也可以对某个指定的文件（File）进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、视频文件VideoFile。

绘制类图并编程模拟实现。

（2）组合模式

某教育机构组织结构如下图所示：

在该教育机构的OA系统中可以给各级办公室下发公文，现采用组合模式设计该机构的组织结构，绘制相应的类图并编程模拟实现，在客户端代码中模拟下发公文。

（注：

可以定义一个办公室类为抽象叶子构件类，再将教务办公室和行政办公室作为其子类；可以定义一个教学机构类为抽象容器构件类，将总部、分校和教学点作为其子类。

）

（3）外观模式

某系统需要提供一个文件加密模块，加密流程包括三个操作，分别是读取源文件、加密、保存加密之后的文件。

读取文件和保存文件使用流来实现，这三个操作相对独立，其业务代码封装在三个不同的类中。

现在需要提供一个统一的加密外观类，用户可以直接使用该加密外观类完成文件的读取、加密和保存三个操作，而不需要与每一个类进行交互，使用外观模式设计该加密模块，要求编程模拟实现。

参考类图如下：

（4）外观模式

在电脑主机（Mainframe）中，只需要按下主机的开机按钮（on（）），即可调用其他硬件设备和软件的启动方法，如内存（Memory）的自检（check（）），CPU的运行（run（）），硬盘（HardDisk）的读取（read（）），操作系统（OS）的载入（load（））等，如果某一过程发生错误则电脑启动失败。

使用外观模式模拟该过程，绘制类图并编程模拟实现。

（5）代理模式

应用软件所提供的桌面快捷方式是快速启动应用程序的代理，桌面快捷方式一般使用一张小图片来表示（Picture），通过调用快捷方式的run（）方法将调用应用软件（Application）的run（）方法。

使用代理模式模拟该过程，绘制类图并编程模拟实现。

（6）代理模式

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，如在业务方法method（）调用之前输出“方法method（）被调用，调用时间为2010-10-1010:

10:

10”，调用之后如果没有抛异常则输出“方法method（）成功调用”，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功能的结构，绘制类图并编程模拟实现。

（7）观察者模式

某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）给购买该股票的股民。

现使用观察者模式设计该系统，绘制类图并编程模拟实现。

（8）观察者模式

某联机射击游戏可以实时显示队友和敌人的存活信息，如果有队友或敌人阵亡，所有在线游戏玩家将收到相应的消息，现提供一个统一的中央角色控制类（CenterController）来实现消息传递机制，在中央角色控制器中定义一个集合用于存储所有的用户信息，如果某用户角色（Player）阵亡，则调用CenterController的通知方法notify（），该方法将遍历用户信息集合，调用每一个Player的display（）方法显示阵亡信息，如果是队友阵亡，提示信息为：

队友****阵亡，我方队员尚有**人；如果是敌人阵亡，提示信息为：

敌人****阵亡，敌方队员尚有**人。

在调用notify（）方法通知其他用户的同时，阵亡的角色对象将从用户信息集合中删除。

现使用观察者模式设计该消息传递模块，绘制类图并编程模拟实现。

（提示：

CenterController充当观察目标，Player充当观察者，Player的die（）方法执行时将调用CenterController的notify（）方法，在notify（）方法中调用其他Player对象的display（）方法，并调用detach（）方法删除阵亡的Player对象；可以定义两个角色集合，一个用于存储甲方队员信息，一个用于乙方队员信息；所有方法的参数根据实际需要确定）

（9）策略模式

设计一个网上书店，该系统中所有的计算机类图书（ComputerBook）每本都有10%的折扣，所有的语言类图书（LanguageBook）每本都有2元的折扣，小说类图书（NovelBook）每100元有10元的折扣。

现使用策略模式来设计该系统，绘制类图并编程模拟实现。

（10）策略模式

某系统需要对重要数据（如用户密码）进行加密，并提供了几种加密方案（如凯撒加密、DES加密等），对该加密模块进行设计，使得用户可以动态选择加密方式。

要求绘制类图并编程模拟实现。

三、实验要求

1.正确无误绘制组合模式、外观模式、代理模式、观察者模式和策略模式实例的模式结构图；

2.使用任意一种面向对象编程语言实现组合模式、外观模式、代理模式、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.熟悉PowerDesigner15的常用功能；

2.使用PowerDesigner绘制组合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.使用PowerDesigner绘制外观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.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；

5.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.使用PowerDesigner绘制策略模式结构图并用面向对象编程语言实现该模式。

五、实验结果

（1）组合模式1：

类图：

结果：

（2）组合模式2：

类图：

结果：

（3）外观模式1

类图：

结果：

plp.txt

test.txt

（4）外观模式2

类图：

结果：

（5）代理模式1

类图：

结果：

（6）代理模式2

类图：

结果：

（7）观察者模式1

类图：

结果：

（8）观察者模式1

类图：

结果：

（9）策略模式1

类图：

结果：

（10）策略模式2

类图：

结果：

六、实验总结

通过一段时间的对设计模式的学习和练习，我深刻的意识到了一个好的软件往往是设计模式巧妙运用的结果。

要学好设计模式，就必须得彻底理解设计模式，要能够看懂设计模式中的类图，如果要是设计模式中的类图都看不懂，那学好设计模式只是天方夜谭了。

从开始学习设计模式到现在我们大概已经学了10种左右的设计模式了，每一种都有着它独特的优点，但是事情往往都是有两面性的，它们也存在着缺点，怎么去用好设计模式对我们来说是一门学问，我们有必要花时间和精力去学好它。