实验指导书设计模式.doc
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1、Java设计模式实验指导书主讲教师:孙晓飞枣庄学院信息科学与工程学院目录实验一 “创建型模式”的应用1实验二 “结构型模式”的应用3实验三 “行为型模式”(1)的应用5实验四 “行为型模式”(2)的应用7实验五 混合设计模式9实验一“创建型模式”的应用一、实验目的1、以本实验指导中的FactoryMethod模式为实验实例,掌握五类“创建型模式”的工作原理和应用环境。2、掌握工厂方法模式(FactoryMethod)、抽象工厂模式(AbstractFactory)、建造者模式(Builder)、原型模式(Prototype)、单例模式(Singleton)等五类“创建型模式”的实验过程。二、实
2、验原理1、创建型模式的工作原理创建型模式隐藏了类的实例的创建细节,通过隐藏对象如何被创建和组合在一起达成使整个系统独立的目的。创建型模式分为:工厂方法模式(FactoryMethod)、抽象工厂模式(AbstractFactory)、建造者模式(Builder)、原型模式(Prototype)、单例模式(Singleton)等五类。2、FactoryMethod模式的工作原理工厂方法模式(FactoryMethodPattern):也叫虚拟构造器(VirtualConstructor)模式或者多态工厂(PolymorphicFactory)模式,在工厂方法模式中,工厂父类负责定义创建产品对象的
3、公共接口,而工厂子类则负责生成具体的产品对象,这样做的目的是将产品类的实例化操作延迟到工厂子类中完毕。它的UML类图如下:工厂方法模式包含如下角色: Product:抽象产品 ConcreteProduct:具体产品 Creator:抽象工厂 ConcreteCreator:具体工厂FactoryMethod模式的特点为当系统扩展需要添加新的产品对象时,仅仅需要添加一个具体产品对象以及一个具体工厂对象,原有工厂对象不需要进行任何修改,也不需要修改客户端,很好地符合了“开闭原则”。3、抽象工厂模式(AbstractFactory)、建造者模式(Builder)、原型模式(Prototype)、单
4、例模式(Singleton)的工作原理应通过教材复习。三、实验内容用FactoryMethod模式设计一个饮料工厂的模拟程序:规定为每种品牌的饮料提供一个子工厂,如:芒果汁工厂专门负责生产芒果汁,苹果汁工厂专门负责生产苹果汁,假如需要生产桃子汁或菠萝汁,只需要相应增长一个新的桃子汁工厂或菠萝汁工厂即可,原有的工厂无须做任何修改,使得整个系统具有更加的灵活性和可扩展性。四、实验规定所设计的实验程序要满足以下两点:1)体现“创建型模式”的工作原理;2)符合面向对象的七条设计原则。五、实验环节1、设计“饮料工厂”的类图。参考教材P48完毕类图。2、根据类图写出“饮料工厂”的源代码(代码参照教材P48
5、,实验报告中写出重要的几个类)。3、上机测试程序,写出运营结果。六、实验小结整理实验结果,小结实验心得体会。实验二“结构型模式”的应用一、实验目的1、以设计适配器模式(Adapter)为实验实例,掌握“结构型模式”的工作原理、应用环境和应用方法。2、掌握适配器模式(Adapter)、桥接模式(Bridge)、组合模式(Composite)、装饰模式(Decorator)、外观模式(Facade)、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy等七类“结构型模式”的实验过程。二、实验原理1、结构型模式的工作原理结构型模式(StructuralPattern)描述如何将类或者对象结合在一起形
6、成更大的结构,就像搭积木,可以通过简朴积木的组合形成复杂的、功能更为强大的结构。结构型模式可以分为类结构型模式和对象结构型模式。也可分为:适配器模式(Adapter)、桥接模式(Bridge)、组合模式(Composite)、装饰模式(Decorator)、外观模式(Facade)、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy)等七类。2、Adapter模式的工作原理适配器模式(AdapterPattern):将一个接口转换成客户希望的另一个接口,适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作,其别名为包装器(Wrapper)。UML类图如下:适配器模式包含如下角色:Target:目的抽象
7、类Adapter:适配器类Adaptee:适配者类3、桥接模式(Bridge)、组合模式(Composite)、装饰模式(Decorator)、外观模式(Facade)、享元模式(Flyweight)、代理模式(Proxy)的工作原理可仔细复习教材。三、实验内容1、用Adapter模式模拟一个厨师不断提高自己的过程规定:一个人最初是一个面点师,后来他学习了川菜,又成了川菜师。以适配器模式为进行系统设计。四、实验规定所设计的实验程序要满足以下两点:1)体现“结构型模式”的工作原理;2)符合面向对象的六条设计原则。五、实验环节1、设计“进步的厨师”的类图。2、根据类图写出“进步的厨师”的源代码(实
8、验报告中写出重要的几个类)。3、上机测试程序,调试出对的结果。六、实验小结整理实验结果,小结实验心得体会。实验三“行为型模式”(1)的应用一、实验目的1、以设计职责链模式(ChainofResponsibility)为实验实例,掌握“行为型模式”的工作原理、应用环境和应用方法。2、掌握职责链模式(ChainofResponsibility)、命令模式(Command)、解释器模式(Interpreter)、迭代器模式(Iterator)、中介者模式(Mediator)、备忘录模式(Memento)、观测者模式(Observer)、状态模式(State)、策略模式(Strategy)、模板方法模
9、式(TemplateMethod)、访问者模式(Visitor)等十一类“行为型模式”的实验过程。二、实验原理1、行为型模式的工作原理行为型模式(BehavioralPattern)是对在不同的对象之间划分责任和算法的抽象化。行为型模式分为:类行为型模式和对象行为型模式两种。其中,类的行为型模式使用继承关系在几个类之间分派行为,类行为型模式重要通过多态等方式来分派父类与子类的职责;对象的行为型模式则使用对象的聚合关联关系来分派行为,对象行为型模式重要是通过对象关联等方式来分派两个或多个类的职责。行为型模式也可以分为:职责链模式(ChainofResponsibility)、命令模式(Comma
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