1、西南科技大学计算机学院 面向对象系统分析和设计实验报告实验名称：实验4 设计模型实验2 学期：2017-2018学年 第二学期 一、实验目的1熟练使用面向对象设计原则对系统进行重构；2熟练使用面向对象编程语言（JAVA或C+）实现几种常见的设计模式，包括单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，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、实验要求1. 选择合适的面向对象设计原则对系统进行重构，正确无误地绘制重构之后的类图；2. 结合实例，正确无误地绘制单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式的结构图；3. 实现单例模式、策略模式、装饰模式和适配器模式，代码运行
2、正确无误。三、实验内容1. 现实生活中，居民身份证号码具有唯一性，同一个人不允许有多个身份证号码，第一次申请身份证时将号码分配给居民，如果之后因为遗失等原因补办时，还是使用原来的身份证号码，不会产生新号码，现使用单例模式模拟该场景。1） 类图2） 实现代码：public class IdClient public static void main(String args) IdentityCardNo.getInstance();IdentityCardNo.getInstance();package Refactoring1;public class IdentityCardNo priva
3、te static IdentityCardNo instance;private String no;private IdentityCardNo() public static IdentityCardNo getInstance() if (instance = null) System.out.println(第一次办理身份证，分配新号码);instance = new IdentityCardNo();instance.setNo(No6000654321);System.out.println(身份证号码为： + instance.getNo(); else System.out.
4、println(重复办理身份证,获取旧号码！);return instance;public String getNo() return no;public void setNo(String no) this.no = no;2. 每一麻将局都有两个骰子，因此骰子就应当是双例类。现使用多例模式模拟该场景。1） 类图2） 实现代码：import java.util.Date;import java.util.Random;public class Dice private static Dice die1 = new Dice();private static Dice die2 = new
5、Dice();private Dice() public static Dice getInstance(int whichOne) if (whichOne = 1) return die1; else return die2;public synchronized int dice() Date d = new Date();Random r = new Random(d.getTime();int value = r.nextInt(); value = Math.abs(value); value = value % 6; value += 1;return value;import
6、java.util.Random;import java.util.Date;public class DiceClient private static Dice die1, die2;public static void main(String args) die1 = Dice.getInstance(1);die2 = Dice.getInstance(2);System.out.println(第一骰子骰出: + die1.dice();System.out.println(第二骰子骰出: + die2.dice();3. 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
7、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： 学生凭学生证可享受票价8折优惠； 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）； 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。1） 类图2） 实现代码：public interface Discount public double calculate(double price); public class Movi
8、eTicket private double price; private Discount discount; /维持一个对抽象折扣类的引用 public void setPrice(double price) this.price = price; /注入一个折扣类对象 public void setDiscount(Discount discount) this.discount = discount; public double getPrice() /调用折扣类的折扣价计算方法 return discount.calculate(this.price); /VIP会员票折扣类：具体策
9、略类 public class VIPDiscount implements Discount public double calculate(double price) System.out.println(VIP票：); System.out.println(增加积分！); return price * 0.5; /学生票折扣类：具体策略类 public class StudentDiscount implements Discount public double calculate(double price) System.out.println(学生票：); return price
10、* 0.8; /儿童票折扣类：具体策略类 public class ChildrenDiscount implements Discount public double calculate(double price) System.out.println(儿童票：); return price - 10; public class MoviceClient public static void main(String args) MovieTicket mt = new MovieTicket(); double originalPrice = 60.0; double currentPric
11、e; mt.setPrice(originalPrice); System.out.println(原始价为： + originalPrice); System.out.println(-); Discount discount =new VIPDiscount(); /vip 用户 mt.setDiscount(discount); /注入折扣对象 currentPrice = mt.getPrice(); System.out.println(折后价为： + currentPrice); discount =new StudentDiscount(); /学生用户 mt.setDiscou
12、nt(discount); /注入折扣对象 currentPrice = mt.getPrice(); System.out.println(折后价为： + currentPrice); discount =new ChildrenDiscount(); /儿童用户 mt.setDiscount(discount); /注入折扣对象 currentPrice = mt.getPrice(); System.out.println(折后价为： + currentPrice); 3） 实现结果:4. 某软件公司欲开发一款飞机模拟系统，该系统主要模拟不同种类飞机的飞行特征与起飞特征，需要模拟的飞机种
13、类及其特征如表1所示：表1 飞机种类及特征一览表飞机种类起飞特征飞行特征直升机(Helicopter)垂直起飞(VerticalTakeOff)亚音速飞行(SubSonicFly)客机(AirPlane)长距离起飞(LongDistanceTakeOff)亚音速飞行(SubSonicFly)歼击机(Fighter)长距离起飞(LongDistanceTakeOff)超音速飞行(SuperSonicFly)鹞式战斗机(Harrier)垂直起飞(VerticalTakeOff)超音速飞行(SuperSonicFly)为将来能够模拟更多种类的飞机，试采用策略模式设计并模拟实现该飞机模拟系统。1） 类
14、图2） 实现代码：public class plane private state state;/状态public void settakeoffFeatures(state tFeatures)this.state = tFeatures;public void setplanetype(String type) if(type=直升机) state=new Helicopter(); else if(type=客机) state=new AirPlane(); else if(type=歼击机) state=new Fighter(); else if(type=鹞式战斗机) state=
15、new Harrier(); else state=null; public void takeoff()state.takeOff();public void fly()state.fly();public class AirPlane implements stateOverridepublic String takeOff() System.out.println(长距离起飞);return 长距离起飞;Overridepublic String fly() System.out.println(亚音速飞行);return 亚音速飞行;public class Fighter imple
16、ments stateOverridepublic String takeOff() System.out.println(长距离起飞);return 长距离起飞;Overridepublic String fly() System.out.println(超亚音速飞行);return 超音速飞行;public class Harrier implements stateOverridepublic String takeOff() System.out.println(垂直起飞);return 垂直起飞;Overridepublic String fly() System.out.print
17、ln(超亚音速飞行);return 超音速飞行;public class Helicopter implements stateOverridepublic String takeOff() System.out.println(垂直起飞);return 垂直起飞;Overridepublic String fly() System.out.println(亚音速飞行);return 亚音速飞行;public interface state public String takeOff();/起飞public String fly();/飞行public class Client public
18、static void main(String args) plane plane = new plane();plane.setplanetype(歼击机);plane.takeoff();plane.fly();3） 实现结果：5. 儿子、妈妈、父亲三人合作画一幅画，儿子负责画出一朵花的轮廓，妈妈负责涂上颜色、父亲负责将画裱在画框里。现请使用装饰模式模拟这个过程。1） 类图2） 实现代码：public interface painting public String Draw();public class Son implements paintingOverridepublic Stri
19、ng Draw() System.out.println(儿子用笔画出了花的轮廓);return 儿子用笔画出了花的轮廓;public class Father implements painting private painting painting;/被装饰者 public Father(painting painting) this.painting =painting; private Father() public void paint() /爸爸装饰者做的职责 System.out.println(爸爸正在做上画框前的准备工作); painting.Draw();/爸爸装饰者做职责
20、 System.out.println(父亲将画裱在画框里); Overridepublic String Draw() System.out.println(父亲将画裱在画框里);return 父亲将画裱在画框里;public class Mother implements paintingprivate painting painting;/被装饰者public Mother(painting painting) this.painting =painting;private Mother() public void paint() System.out.println(妈妈正在做给画上颜
21、色前的准备工作。);painting.Draw();/妈妈装饰者做的职责System.out.println(妈妈给画上好了颜色);Overridepublic String Draw() System.out.println(妈妈给画上好了颜色);return 妈妈给画上好了颜色;public class Client public static void main(String args)painting painting =new Son();painting.Draw(); painting = new Mother(painting);painting.Draw();painting
22、 = new Father(painting);painting.Draw(); 3） 实现结果：6. 某公司想通过网络传输数据，但是担心文件被窃取。他们的所有数据都采用字符的方式传送。现在他们开发了一个数据加密模块，可以对字符串进行加密，以便数据更安全地传送。最简单的加密算法通过对字母向后移动6位来实现，同时还提供了稍复杂的逆向输出加密，还提供了更为高级的求模加密，让每一位与6求模。用户先使用最简单的加密算法对字符串进行加密，再对加密之后的结果使用复杂加密算法进行二次加密，再对二次加密结果用高级加密算法进行第三次加密。现请使用装饰模式模拟这个过程。1） 类图2） 实现代码：public cl
23、ass ConcreteEncrypt implements EncryptComponetprivate EncryptComponet encryptComponet; public ConcreteEncrypt(EncryptComponet encryptComponet) super(); this.encryptComponet = encryptComponet; public void encrypt() encryptComponet.encrypt(); public interface EncryptComponet public abstract void encry
24、pt();public class RawData implements EncryptComponetpublic void encrypt() System.out.println(这是要发送的数据); public class ReversEncrypt implements EncryptComponetpublic ReversEncrypt(EncryptComponet encryptComponet) addReservesEncrypt(); private void addReservesEncrypt() System.out.println(反向加密); Overrid
25、epublic void encrypt() public class SuperEncrypt implements EncryptComponetpublic SuperEncrypt(EncryptComponet encryptComponet) addSuperEncrypt(); private void addSuperEncrypt() System.out.println(最高加密算法); Overridepublic void encrypt() public class TranslateEncrypt implements EncryptComponetpublic TranslateEncrypt(EncryptComponet encryptComponet) addTranslateEncrypt(); private void addTranslateEncrypt() System.out.println(移动加密); Ove
