软件体系结构设计模式

软件体系结构与设计模式实验10实验报告

1、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，传感器将作出反应，将信号传递给响应设备，如警示灯将闪烁、报警器将发出报警、安全逃生门将自动开启、隔热门将自动关闭等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制，采用观察者模式来设计该系统。

（1）UML类图

（2）实现代码

package question1;

import java.util.ArrayList;

/**

*@Description:

*@Author: Xxx

*@Date: 2020年5月11日

**/

public abstract class RoomSubject {

protected ArrayList observers = new ArrayList<>();

private float temperature;

public void setTemperature(float temperature) {

this.temperature = temperature;

}

public float getTemperature() {

return temperature;

}

public void attach(Sensor sensor){

observers.add(sensor);

}

public void detach(Sensor sensor){

observers.remove(sensor);

}

public abstract void checkTemperature(float temperature);

}

package question1;

/**

*@Description:

*@Author: Xxx

*@Date: 2020年5月11日

**/

public class TemperatureController extends RoomSubject{

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(Supply Chain Management，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。 3

《软件体系结构》大作业（1）

学 院：

软 件 学 院

课程名称： 软件体系结构

专业班级：

学生姓名： 学号：

学生姓名： 学号：

指导教师：

完成时间： 年 月 日

评 分 表

1、叙述各小组成员完成本题目的分工协作情况。

小组中的每个成员都先理解题目要求及涉及的设计模式，并一起完成代码编写。另外，组长负责文档制作。

2、评分表

序号 姓 名 评分 是否组长

1

2

作业正文需要包括以下内容：

1、作业题目内容的详细描述。

2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。

3、画出完成本题目所设计程序的设计类图；如还有其他图，也一并画出。

4、完成本题目所设计的程序代码。

5、程序运行的典型界面截图

1、作业题目内容的详细描述。

【作业2.1-1】例2.3为使用工厂方法模式设计的汽车保险管理应用程序实例。现在需要扩展例2.3的设计图，添加一个名为LuxuryCarInsurance的类，并且需要编写此类和其他需要添加的类的代码，详细要求参见光盘的相应作业部分。

【作业2.1-1】在例2.4中，设计并且实现了豪华（Super）和中等（Medium）别墅（House）与公寓（Condo）的查询。要求在该设计的基础上，增加一个新的类SemiDetacher（半独立式楼宇），并且编写代码，实现相应的查询功能，详细要求参见光盘的相应作业部分。

2、完成本题目所采用的软件设计模式名称及画出相应的类图，或者是所采用的软件体系结构名称及画出相应的体系结构图。

【作业2.1-1】 采用的是工厂方法模式

【作业2.1-2】 采用的是抽象方法模式

设计准则I：正确性和健壮性

1.正确性：每个项目都要满足指定的需求，然后一起满足所有应用程序的需求，设计的正确性一般是指充分性，实现正确性的正式方法是依靠数学逻辑，非正式方法是判断设计是否满足所需的功能，当进入详细设计阶段时，经常采用正式方法来判断正确性。

2.模块可是类或者类的包，包的接口和类的接口不同，包不能被实例化，通过包来使用接口的一种方法是利用包中指定对象来提供相应的接口。

3.为了模块化特定的应用程序，在高层需要创建包，在底层需要创建类

4.设计中用到两种类：领域类和非领域类，一般是从领域类开始类的选择，然后扩展到非领域类，非领域类通常用于概括领域类。

5.健壮性：防止错误输入，防止开发错误；提高健壮性的办法：检查输入、初始化、参数传递技术、检查参数是否违反约束的方法、在类中捕获参数、包装参数、强化意图。

设计准则II 灵活性、可重用性、高效性

1.灵活性：在设计时通常要考虑到将来的变化；增加新功能要依据其上下文和应用范围

2.可重用性：一个方法相对于上下文环境越独立，其可重用性就越高；完全指定、避免不必要的封装类耦合、让名字更具表达性、解释算法。

3.高效性：应用程序必须在指定时间内完成特定的功能，同样，对内存容量也有一定的要求

设计模式引言：

1.设计目标是：灵活性、健壮性、可重用性

2.设计原则：面向接口编程的原则（面向接口编程而不是面向实现编程）、可变性封装、开—闭原则（对扩展开放，对修改关闭）、里氏替换原则（适用于父类，但不一定适用子类）、组合/聚合原则（尽量使用组合聚合/聚合，尽量不使用继承）；接口隔离原则（避免接口污染）、依赖倒转原则（高层低层依赖于抽象、细节依赖于抽象）、迪米特原则（不和陌生人说话）、单一原则

3.模式的四个基本要素：问题（描述了应该在何时使用模式）、解决方案（描述了设计的组成成分）、效果（描述了模式应用的效果及使用模式应该权衡的问题）、模式名称

4.设计模式分类：按照目的可以分为：创建型、结构型、行为型 按照范围可以分为：类模式、对象模式