实验2 (简单)工厂模式

《设计模式》刘伟 实验参考答案实验 11．在某图形库 API 中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示：在该图形库中，每个图形类（如 Circle 、Triangle 等）的 init()方法用于初始化所创建的图形， setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize() 方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。

客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题：① 由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码；② 在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码；③ 客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。

现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下：① 隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用图形时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名；② 客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。

绘制重构之后的类图并说明在重构过程中所运用的面向对象设计原则。

参考答案： Ci rcle + + + + +in it () setColor () f ill setSize () displa y () void void void void void Trian gle + + + + +in it () setColor () f ill setSize () displa y () void void void void void Rectangl e + + + + +in it () setColor () f ill setSize () displa y () void void void void void Cl ient2．使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)，如圆形(Circle)、矩形 (Rectangle)和三角形(Triangle)等的绘图工具类，每个几何图形均具有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，抛出一个 UnsupportedShapeException 异常，绘制类图并编程模拟实现。

实训报告实训时间：2011年11月21日～12月30日实训地点：实验楼商务实训室实训软件：Simtrade外贸实习平台指导老师：闫老师班级：09涉外商务管理X班姓名：张XX 学号：2009XXXXXXXX 联系电话：150XXXXXXXX目录一、实训目的 (1)二、Simtrade基本操作模式 (1)1. 出口商模式 (1)2. 进口商模式 (2)3. 工厂模式 (2)4. 银行模式 (2)三、在Simtrade操作中遇到的问题以及解决方式 (3)1. 预算表的填制 (3)2. 单据的填写 (3)3. 邮件的处理 (3)4. 发布广告信息 (3)四、实训中的收获 (4)1. 基本了解国际贸易的流程 (4)2. 初步熟悉预算表的填制 (4)3. 掌握单据的基本填写 (4)4. 从获利中感受商业气氛 (4)五、实训总结 (5)六、实训成绩 (5)Simtrade实训报告一、实训目的simtrade软件融合了国际经济学、电子商务理论和外贸实务流程，很好地模拟了当今国际商务的真实环境。

在这个虚拟贸易平台中，我们按照实训计划同时扮演五个进出口业务流程中的不可或缺的重要角色，从而组成一个虚拟的贸易实务环境。

我们在几个项目中同时轮流扮演出口商、进口商、工厂、出口地银行、进口地银行这五个角色。

从中理解到国际贸易中既存在有着相互竞争也有协作的过程。

通过模拟实训，我们从而熟练掌握各种业务技巧，体会到出口商与工厂和进口商之间、银行和政府机构的互动关系，尤其是在每一单业务下来我们必须缴税，这是一个相当真实的体现。

在simtrade中，提供了L/C、D/P、D/A、T/T四种结算方式，再加上采用不同的贸易术语，如CIF、CFR、FOB等，实际贸易中可采用的贸易和结汇方式就多种多样了。

而在不同方式下，出口商的权利义务又是不一样的，这个是我们要注意的问题。

无论以后我们会不会从事这方面的业务，在实际工作中，我们务必遵守法律的规章制度，真正了解到国际贸易的物流、资金流和业务流的运作方式。

第1篇一、实验背景随着软件工程的不断发展，设计模式作为一种解决软件开发中常见问题的有效方法，越来越受到广泛关注。

本次实验旨在通过学习设计模式，提高编程能力，掌握解决实际问题的方法，并加深对设计模式的理解。

二、实验目的1. 理解设计模式的基本概念和分类；2. 掌握常见设计模式的原理和应用；3. 提高编程能力，学会运用设计模式解决实际问题；4. 培养团队协作精神，提高项目开发效率。

三、实验内容本次实验主要涉及以下设计模式：1. 创建型模式：单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式；2. 结构型模式：适配器模式、装饰者模式、桥接模式、组合模式、外观模式；3. 行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、责任链模式、命令模式。

四、实验过程1. 阅读相关资料，了解设计模式的基本概念和分类；2. 分析每种设计模式的原理和应用场景；3. 编写代码实现常见设计模式，并进行分析比较；4. 将设计模式应用于实际项目中，解决实际问题；5. 总结实验经验，撰写实验报告。

五、实验结果与分析1. 创建型模式（1）单例模式：通过控制对象的实例化，确保一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

实验中，我们实现了单例模式，成功避免了资源浪费和同步问题。

（2）工厂模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

实验中，我们使用工厂模式创建不同类型的交通工具，提高了代码的可扩展性和可维护性。

（3）抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要指定具体类。

实验中，我们使用抽象工厂模式创建不同类型的计算机，实现了代码的复用和扩展。

（4）建造者模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

实验中，我们使用建造者模式构建不同配置的房屋，提高了代码的可读性和可维护性。

2. 结构型模式（1）适配器模式：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。

软件设计——简单⼯⼚模式之⼥娲造⼈⼀、简单⼯⼚模式含义简单⼯⼚模式⼜叫静态⽅法模式（因为⼯⼚类定义了⼀个静态⽅法）现实⽣活中，⼯⼚是负责⽣产产品的；同样在设计模式中，简单⼯⼚模式我们可以理解为负责⽣产对象的⼀个类，称为“⼯⼚类”⼆、解决的问题将“类实例化的操作”与“使⽤对象的操作”分开，让使⽤者不⽤知道具体参数就可以实例化出所需要的“产品”类，从⽽避免了在客户端代码中显式指定，实现了解耦。

即使⽤者可直接消费产品⽽不需要知道其⽣产的细节三、模式原理3.1 模式组成3.2 UML类图3.3 使⽤步骤创建抽象产品类 & 定义具体产品的公共接⼝；创建具体产品类（继承抽象产品类） & 定义⽣产的具体产品；创建⼯⼚类，通过创建静态⽅法根据传⼊不同参数从⽽创建不同具体产品类的实例；外界通过调⽤⼯⼚类的静态⽅法，传⼊不同参数从⽽创建不同具体产品类的实例四、具体实例[实验任务⼀]：⼥娲造⼈实验要求：使⽤简单⼯⼚模式模拟⼥娲(Nvwa)造⼈(Person)，如果传⼊参数M，则返回⼀个Man对象，如果传⼊参数W，则返回⼀个Woman对象，如果传⼊参数R，则返回⼀个Robot对象。

请⽤程序设计实现上述场景。

4.1 UML类图接⼝和类的区别：从定义上看，接⼝是个集合，并不是类。

类描述了属性和⽅法，⽽接⼝只包含⽅法（未实现的⽅法）。

接⼝和抽象类⼀样不能被实例化，因为不是类。

但是接⼝可以被实现（使⽤implements 关键字）。

4.2 代码Person . javapackage test2;public interface Person {public void make();}创建接⼝：File ---------> new --------> interfaceMan . javapackage test2;public class Man implements Person{public Man() {}public void make(){System.out.print("⽣产男⼈");}}Woman . javapackage test2;public class Woman implements Person{ public Woman() {}public void make() {System.out.print("⽣产⼥⼈");}}Robot . javapackage test2;public class Robot implements Person{public Robot() {}public void make(){System.out.print("⽣产机器⼈");}}Nvwa . javapackage test2;public class Nvwa {public Nvwa() {}public static Person Personjudge(String arg ) { //判断参数，再选择调⽤哪个类if(arg.equalsIgnoreCase("M")){return new Man();}else if(arg.equalsIgnoreCase("W")){return new Woman();}else if(arg.equalsIgnoreCase("R")){return new Robot();}else{return null;}}}test . javapackage test2;import java.util.Scanner;public class test {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubScanner scan = new Scanner(System.in);System.out.print("请输⼊参数:");String s = scan.nextLine();try{Person p = Nvwa.Personjudge(s);p.make();}catch(Exception e){System.out.println(e.getMessage());}scan.close();}}4.3 运⾏截图。

南华大学计算机科学与技术学院软件体系结构与设计模式作业（2016秋季学期）学号：***********班级：软件工程1班*名：***任课老师：蒋良卫作业内容：创建型设计模式日期：2016 年11 月6 日1 简单工厂模式1.1 作业题目使用简单工厂模式模拟女娲（Nvwa）造人(Person)，如果传入参数M，则返回一个Man对象，如果传入参数W。

则返回一个对象Woman，用java语言实现该场景。

现在需要增加一个新的Robot类，如果传入参数R,则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意女娲的变化。

（1）绘制简单工厂模式结构视图；（2）请绘制该实例类图，并代码实现。

1.2 所用模式结构视图1.3 实例类图1.4 实例实现代码公共类：lrz0101Personpackage com.bluesky;public class lrz0101Person {public void play(){System.out.println("我还是一坨泥巴，女娲还没有构造我！");}}简单工厂类：lrz0101NvWapackage com.bluesky;public class lrz0101NvWa {public lrz0101Person madeMan(String s){lrz0101Person person = null;switch(s){case"M":person = new lrz0101Man();break;case"W":person = new lrz0101Woman();break;case"R":person = new lrz0101Robot();break;default:System.out.println("Sorry,女娲暂时没有造这种人的能力");person=new lrz0101Person();}return person;}}子类1：lrz0101Manpackage com.bluesky;public class lrz0101Man extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是男人！我来自地球！");}}子类2：lrz0101Womanpackage com.bluesky;public class lrz0101Woman extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是女人！我来自水星！");}}子类2：lrz0101Robotpackage com.bluesky;public class lrz0101Robot extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是机器人！我来未知星球！");}}1.5 运行结果2 工厂模式2.1 作业题目现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器ImgReader,如gif图片读取器GifReader用于读取gif格式的图片,jpg图片读取器JPGReader用于读取jpg格式的图片。

第一种表述简单工厂，工厂方法，抽象工厂都属于设计模式中的创建型模式。

其主要功能都是帮助我们把对象的实例化部分抽取了出来，优化了系统的架构，并且增强了系统的扩展性。

本文是本人对这三种模式学习后的一个小结以及对他们之间的区别的理解。

简单工厂简单工厂模式的工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。

不修改代码的话，是无法扩展的。

工厂方法工厂方法是针对每一种产品提供一个工厂类。

通过不同的工厂实例来创建不同的产品实例。

在同一等级结构中，支持增加任意产品。

抽象工厂抽象工厂是应对产品族概念的。

比如说，每个汽车公司可能要同时生产轿车，货车，客车，那么每一个工厂都要有创建轿车，货车和客车的方法。

应对产品族概念而生，增加新的产品线很容易，但是无法增加新的产品。

小结★工厂模式中，重要的是工厂类，而不是产品类。

产品类可以是多种形式，多层继承或者是单个类都是可以的。

但要明确的，工厂模式的接口只会返回一种类型的实例，这是在设计产品类的时候需要注意的，最好是有父类或者共同实现的接口。

★使用工厂模式，返回的实例一定是工厂创建的，而不是从其他对象中获取的。

★工厂模式返回的实例可以不是新创建的，返回由工厂创建好的实例也是可以的。

区别简单工厂：用来生产同一等级结构中的任意产品。

（对于增加新的产品，无能为力）工厂模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。

（支持增加任意产品）抽象工厂：用来生产不同产品族的全部产品。

（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）以上三种工厂方法在等级结构和产品族这两个方向上的支持程度不同。

所以要根据情况考虑应该使用哪种方法。

第二种表述简单工厂、工厂方法和抽象工厂都是创建型的设计模式。

三者的共同点是：1、都有两种作用不同的类：产品类和工厂类。

其中，工厂类在自己的方法中实例化产品类（即使用new命令生成产品类的对象），并将生成的产品类的对象提供给外部使用。

2、创建的过程，都是类似的：工厂类得到一个标志（可以由程序输入，也可以读取配置文件中的内容），返回一个产品对象。

工厂模式实验报告工厂模式实验报告引言：工厂模式是一种软件设计模式，它提供了一种创建对象的方法，将对象的实例化过程与客户端代码分离，从而提高了代码的可维护性和可扩展性。

在本次实验中，我们将探索工厂模式在实际开发中的应用，并通过实例化汽车工厂的场景来说明其优点和使用方法。

一、工厂模式的背景和概念工厂模式是一种创建型设计模式，它旨在通过一个工厂类来创建对象，而不是直接在客户端代码中进行实例化。

这种方式将对象的创建过程封装在工厂类中，使得客户端代码与具体对象的创建过程解耦，从而提高了代码的灵活性和可维护性。

二、工厂模式的优点1. 代码解耦：工厂模式将对象的创建过程与客户端代码分离，使得客户端代码只需要关注对象的使用，而不需要关心对象的创建细节。

这样可以降低代码的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。

2. 简化客户端代码：通过工厂模式，客户端代码只需要与工厂类进行交互，而不需要直接与具体的产品类进行交互。

这样可以简化客户端代码，提高代码的可读性和可理解性。

3. 代码复用：工厂模式可以通过一个工厂类创建多个不同类型的对象，从而实现代码的复用。

当需要创建新的对象时，只需要扩展工厂类，而不需要修改客户端代码。

4. 可扩展性：通过工厂模式，可以方便地添加新的产品类，而不需要修改客户端代码。

这样可以提高系统的可扩展性，满足不断变化的需求。

三、工厂模式的实际应用在实际开发中，工厂模式经常被用于创建复杂对象或者对象的组合。

下面以汽车工厂为例，来说明工厂模式的使用方法。

1. 定义产品接口：首先，我们需要定义一个产品接口，用于描述汽车的基本功能和属性，例如加速、刹车等。

2. 创建具体产品类：然后，我们需要创建具体的产品类，实现产品接口，并实现具体的功能和属性。

例如，创建小轿车类、SUV类等。

3. 创建工厂类：接下来，我们需要创建一个工厂类，用于创建产品对象。

工厂类可以根据客户端的需求，创建不同类型的产品对象。

例如，根据客户端传入的参数，工厂类可以创建小轿车对象或者SUV对象。

实验二：工厂模式实验内容简单工厂方法模式：利用简单工厂方法模式创建pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。

工厂模式：利用工厂模式创建pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。

抽象工厂模式：利用抽象工厂模式创建华为、小米、苹果的pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。

简单工厂方法模式设计图1简单工厂模式类图核心代码ConsumerElectronics.java核心代码Pad.java核心代码Watch.java核心代码Phone.java核心代码ConsumerElectronicsFactory.java核心代码实现效果图 2 简单工厂模式实现效果图工厂模式设计图 3 工厂模式类图核心代码ConsumerElectronicsFactory.java核心代码PadFactory.java核心代码WatchFactory.java核心代码PhoneFactory.java核心代码实现效果图4 工厂模式实现效果图抽象工厂模式设计图5抽象工厂模式类图核心代码AbstractFactory.java核心代码AppleFactory.java核心代码HuaweiFactory.java核心代码MiFactory.java核心代码实现效果图 6 抽象工厂模式实现效果图实验体会做完这次试验，下面是我的一些体会：首先，工厂模式是为了解耦：把对象的创建和使用的过程分开。

其次，工厂模式可以降低代码重复。

如果创建对象的过程都很复杂，需要一定的代码量，而且很多地方都要用到，那么就会有很多的重复代码。

我们可以这些创建对象的代码放到工厂里统一管理。

既减少了重复代码，也方便以后对该对象的创建过程的修改维护。

由于创建过程都由工厂统一管理，所以发生业务逻辑变化，不需要逐个修正，只需要在工厂里修改即可，降低维护成本。

另外，因为工厂管理了对象的创建逻辑，使用者并不需要知道具体的创建过程，只管使用即可，减少了使用者因为创建逻辑导致的错误。

一、实验背景随着软件工程的不断发展，软件结构的合理设计对于软件的质量、可维护性和可扩展性至关重要。

本实验旨在通过实践操作，加深对软件结构设计理论和方法的理解，提高实际应用能力。

二、实验目的1. 理解软件结构设计的基本概念和原则；2. 掌握常用软件结构设计模式和方法；3. 提高软件设计能力，培养团队协作意识。

三、实验内容1. 软件结构设计概述- 软件结构的定义及作用- 软件结构设计的基本原则- 软件结构设计的方法2. 常用软件结构设计模式- 简单工厂模式- 工厂方法模式- 抽象工厂模式- 建造者模式- 适配器模式- 装饰者模式- 代理模式- 命令模式- 观察者模式- 状态模式3. 软件结构设计实践- 设计一个简单的图书管理系统- 分析现有软件的结构，并提出改进方案四、实验步骤1. 阅读实验指导书，了解实验目的、内容和方法；2. 分析实验案例，理解软件结构设计的基本原理；3. 实践设计一个简单的图书管理系统，包括用户界面、业务逻辑和数据访问层；4. 分析现有软件的结构，找出存在的问题，并提出改进方案；5. 撰写实验报告，总结实验心得。

五、实验结果与分析1. 实验结果- 成功设计并实现了图书管理系统；- 分析了现有软件的结构，提出了改进方案。

2. 实验分析- 通过实验，加深了对软件结构设计理论和方法的理解；- 掌握了常用软件结构设计模式，提高了设计能力；- 培养了团队协作意识，学会了与他人沟通和协作。

六、实验心得1. 软件结构设计的重要性- 软件结构设计是软件工程的核心内容之一，直接影响软件的质量、可维护性和可扩展性；- 优秀的软件结构设计可以降低开发成本，提高开发效率。

2. 软件结构设计的方法- 在设计软件结构时，要遵循一定的原则，如模块化、抽象化、封装化等；- 常用软件结构设计模式可以帮助我们更好地进行设计，提高设计质量。

3. 团队协作- 软件结构设计是一个团队协作的过程，需要团队成员之间的沟通和协作；- 学会与他人沟通和协作，可以提高团队的整体效率。

常见显示器工厂模式在显示器的使用过程中，有时会遇到图相严重变暗或变亮，扭曲变形，偏移等故障，使用显示器面板上的OSD菜单调整又没有明显效果，这时就会用到工厂模式。

进入工厂模式可以解决的故障类型：1.图像的亮度偏暗，即使把用户模式中的亮度和对比度都调到最大，也无法看清某些内容的细节，特别是在玩游戏时，如果遇到黑暗处时就什么也看不清楚了。

2.图像的左右两边无法调整为垂直，总有很明显的偏差。

3.水平方向的图像宽度变窄，即使把左右宽度调为最大，也不能达到满幅。

也可能是上下之间的宽度不能达到满屏或过大，超出了显示器屏幕之外。

4.水平有变曲，上边或下边不水平有挑角等。

5.图像在某一色温下颜色明显偏向某一种颜色，改变色温时有的色温下图像显示正常。

6.用户模式中的某一菜单功能不能使用，如消磁，锁定键盘等。

7.图像模糊，有时还有字符上下或左右抖动的情况。

8.字符或图标在屏幕上的大小不一致，在有的地方大，而在有的地方小。

9.显示器图像显示正常，但是某一区域有清晰可见的网纹出现。

10.查看显示器的主要性能参数，工作总时间等。

11.改变显示器的节能工作方式，是否打开老化开关，OSD菜单功能选择等。

不过有时候，进入工厂模式也无法进行调整，这个时候只能重写显示器中的存储器内容，需使用专用的编程器进行读写，或者更换存储芯片。

此外，使用工厂模式我们还可以查看显示器已经使用的时间，以鉴别我们的显示器是否为翻新机或样机。

以下是搜集到的部分显示器工厂模式的进入方法（来源于网络，无法保证全部有效）：三星显示器三星的工厂菜单中提供了液晶面板的品牌，型号以及使用时间等等。

进入方式是在开机状态下，将OSD菜单中将亮度和对比度值分别调为0，接着进入OSD菜单的“信息”页，按住“SOURCE”键5秒，屏幕中央会出现“SERVICE FUNCTION”菜单。

有些三星的显示器没有SOURCE键，按ENTER键同样可以进入。

飞利浦显示器飞利浦液晶在关机状态下，同时按住“AUTO”和”MENU”键然后开机。

中南大学软件学院软件体系结构设计模式实验报告学生姓名：宋昂所在学院：软件学院学生学号： 3901080115 学生班级：软件0801 指导老师：刘伟完成日期： 2010-12-7一、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，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，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，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简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式和适配器模式，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) 简单工厂模式使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)的绘图工具类，如可创建圆形(Circle)、方形(Rectangle)和三角形(Triangle) 对象，每个几何图形都要有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，提示一个UnsupportedShapeException，绘制类图并编程实现。

(2) 简单工厂模式使用简单工厂模式模拟女娲(Nvwa)造人(Person)，如果传入参数“M”，则返回一个Man 对象，如果传入参数“W”，则返回一个Woman对象，使用任意一种面向对象编程语言实现该场景。

现需要增加一个新的Robot类，如果传入参数“R”，则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意女娲的变化。

(3) 工厂方法模式某系统日志记录器要求支持多种日志记录方式，如文件记录、数据库记录等，且用户可以根据要求动态选择日志记录方式，现使用工厂方法模式设计该系统。

用代码实现日志记录器实例，如果在系统中增加一个中的日志记录方式——控制台日志记录(ConsoleLog)，绘制类图并修改代码，注意增加新日志记录方式过程中原有代码的变化。

一、实验背景工厂设计模式是一种常用的创建型设计模式，其主要目的是将对象的创建和使用分离，使得客户端代码无需关心具体对象的创建过程，只需关注对象的接口和使用方法。

通过工厂设计模式，可以降低系统之间的耦合度，提高代码的可扩展性和可维护性。

本次实验旨在通过实现工厂设计模式，加深对设计模式的理解，并掌握其应用方法。

二、实验目的1. 理解工厂设计模式的基本概念和原理。

2. 掌握工厂设计模式的三种类型：简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

3. 学会使用工厂设计模式解决实际问题。

三、实验内容1. 简单工厂模式简单工厂模式由一个工厂类负责创建所有产品的实例。

客户端只需传递一个参数，工厂类即可根据参数创建相应的产品实例。

（1）创建产品接口```javapublic interface Product {void operation();}```（2）创建具体产品类```javapublic class ConcreteProductA implements Product {@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行产品A的操作");}}public class ConcreteProductB implements Product {@Overridepublic void operation() {System.out.println("执行产品B的操作");}}```（3）创建简单工厂类```javapublic class SimpleFactory {public static Product createProduct(String type) { if ("A".equals(type)) {return new ConcreteProductA();} else if ("B".equals(type)) {return new ConcreteProductB();}return null;}}```（4）客户端代码```javapublic class Client {public static void main(String[] args) {Product productA = SimpleFactory.createProduct("A");productA.operation();Product productB = SimpleFactory.createProduct("B");productB.operation();}}```2. 工厂方法模式工厂方法模式在简单工厂模式的基础上增加了一个抽象工厂类，具体工厂类继承自抽象工厂类，并实现具体产品的创建。

《C#设计模式》教学大纲一、课程说明1、课程编号：2、课程名称（中/英文）：C#设计模式/C# Design Patterns3、课程类别：专业课4、学时/学分：32/2.05、先修课程：C#面向对象程序设计、软件工程6、适用专业：软件工程，计算机科学与技术，信息管理与信息系统7、教材、教学参考书：[1] 刘伟, 胡志刚. C#设计模式（第2版）. 北京: 清华大学出版社, 2018.[2] Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides. Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software.Addison-Wesley, 1995.[3] James W. Cooper. C#设计模式. 北京: 科学出版社, 2011.二、课程性质和教学目的《C#设计模式》是软件工程、计算机科学与技术、信息管理与信息系统等专业本科生的一门专业课，本课程是一门具有较强理论性和实践性的软件设计和开发类课程。

本课程主要学习设计模式基础知识、UML类图、面向对象设计原则、常用的创建型设计模式、结构型设计模式和行为型设计模式。

本课程要求学生掌握常用设计模式的动机、定义、结构、实现、使用效果以及应用实例，能够将所学知识应用到C#项目设计与开发中，进一步培养学生的工程实践能力和专业技术水平，为今后从事相关工作奠定基础。

本课程首先学习设计模式的基本知识和UML类图；接着介绍常见的七个面向对象设计原则；然后重点介绍使用频率较高的设计模式，包括五种创建型设计模式（简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式、单例模式）、六种结构型设计模式（适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、代理模式）和七种行为型设计模式（职责链模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式）。

设计模式实验报告《设计模式》实验指导书10学时教师：张凯实验一工厂模式的应用【实验目的】1) 掌握工厂模式（Factory）的特点 2) 分析具体问题，使用工厂模式进行设计。

【实验内容和要求】有一个OEM制造商代理做HP笔记本电脑(Laptop)，后来该制造商得到了更多的品牌笔记本电脑的订单Acer，Lenovo，Dell，该OEM商发现，如果一次同时做很多个牌子的本本，有些不利于管理。

利用工厂模式改善设计，用C#控制台应用程序实现该OEM制造商的工厂模式。

绘制该模式的UML图。

【模式UML图】【模式代码（JAVA语言实现）】public class FactoryMethod {public static void main(String[] args) { Computer c;Factory f=new DellFactory(); c=f.getComputerType(); puterType();f=new LenovoFactory();c=f.getComputerType(); puterType(); f=new AcerFactory();c=f.getComputerType(); puterType(); } }interface Factory{Computer getComputerType(); }class DellFactory implements Factory{ @Overridepublic Computer getComputerType() { return new Dell(); } }class AcerFactory implements Factory{ @Overridepublic Computer getComputerType() { return new Acer(); } }class LenovoFactory implements Factory{ @Overridepublic Computer getComputerType() { return new Lenovo(); } } /** * 电脑品牌 */interface Computer{public void ComputerType(); }class Dell implements Computer{ @Overridepublic void ComputerType() {// TODO Auto-generated method stub System.out.println(\); } } class Acer implements Computer{ @Overridepublic void ComputerType() {System.out.println(\); } }class Lenovo implements Computer{ @Overridepublic void ComputerType() {// TODO Auto-generated method stubSystem.out.println(\); } }【运行截图】【实验小结】通过本次实验，学会了使用工厂方法模式。

创建型设计模式实验一、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UML和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的创建型设计模式，包括简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和单例模式，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．在某图形库API中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示：Circle+ + + + +init ()setColor ()fill ()setSize ()display ()...: void: void: void: void: voidTriangle+++++init ()setColor ()fill ()setSize ()display ()...: void: void: void: void: voidRectangle+++++init ()setColor ()fill ()setSize ()display ()...: void: void: void: void: voidClient在该图形库中，每个图形类（如Circle、Triangle等）的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize()方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。

客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题：①由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码；②在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码；③客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。

现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下：①隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用图形时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名；②客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。

《设计模式》刘伟 实验参考答案实验 11．在某图形库 API 中提供了多种矢量图模板，用户可以基于这些矢量图创建不同的显示图形，图形库设计人员设计的初始类图如下所示：在该图形库中，每个图形类（如 Circle 、Triangle 等）的 init()方法用于初始化所创建的图形， setColor()方法用于给图形设置边框颜色，fill()方法用于给图形设置填充颜色，setSize() 方法用于设置图形的大小，display()方法用于显示图形。

客户类(Client)在使用该图形库时发现存在如下问题：① 由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形，因此在更换图形时需要修改客户类源代码；② 在图形库中增加并使用新的图形时需要修改客户类源代码；③ 客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。

现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下：① 隔离图形的创建和使用，将图形的创建过程封装在专门的类中，客户类在使用图形时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名；② 客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。

绘制重构之后的类图并说明在重构过程中所运用的面向对象设计原则。

参考答案：Circle+ + + + +init () setColor () fill () setSize () display () : voidvoid : void : void : void: Triangle + + + + +init () setColor () fill () setSize () display () void : : void void : void : void: Rectangle + + + + +init () setColor () fill () setSize () display () void: void : : void : void : voidClient2．使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状(Shape)，如圆形(Circle)、矩形 (Rectangle)和三角形(Triangle)等的绘图工具类，每个几何图形均具有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，抛出一个 UnsupportedShapeException 异常，绘制类图并编程模拟实现。

软件设计课程教学大纲一、课程简介本课程是软件工程专业的专业平台课程必修课之一。

通过该课程的学习，使学生能掌握UML建模、面向对象设计原则和设计模式，能够用设计模式来设计软件。

掌握面向对象设计的7个原则；掌握软件设计的23种模式；能运用软件设计的模式和开发工具，进行软件项目的分析和设计。

在课程理论知识讲授环节，注重培养学生对软件设计课程相关知识的深入理解，使学生具备利用所学知识解决实际问题的能力，并通过适当的实验锻炼和检验学生解决复杂工程问题的能力。

以培养学生解决复杂工程问题的能力为目标，围绕课程支撑的课程目标安排实验项目。

总之，本课程的教学通过在理论讲授、课程考核等环节充分贯彻培养学生解决复杂工程问题能力的理念和要求，实现本课程支撑的课程目标达成度。

二、课程目标（一）课程具体目标1. 能够对计算机软硬件开发项目进行UML建模。

2. 能够按照要求对计算机软硬件开发项目进行评价和完善。

3. 能够在软件项目开发过程中,培养学生的创新精神。

4. 能够运用设计模式设计软件系统，支持复杂工程问题的求解。

5.能够及时跟踪软件工程领域发展状况，对当前的热点问题及时跟踪并发表自己见解。

（二）课程目标与专业毕业要求的关系表1 本课程对专业毕业要求及其指标点的支撑（三）课程对解决复杂工程问题能力的培养在课程理论知识讲授环节，使学生掌握UML建模，创建类图、顺序图和状态图，面向对象设计的7个原则；同时掌握工厂方法模式，抽象工厂模式，建造者模式，原型模式，单例模式，适配器模式，桥接模式，组合模式，装饰模式，职责链模式，命令模式，解释器模式等23种设计模式。

注重培养学生在实际工程领域中，灵活使用设计模式来解决复杂问题的能力。

在实验教学环节，围绕课程支撑的毕业要求指标点安排实验，使学生能够掌握UML建模；能够使用创建型模式、结构型模式、行为型模式来设计软件；在软件项目设计中进一步加强培养学生解决复杂工程问题的能力。

实验要求明确，严格实验成果考核。