实验指导书(计模式).doc

《Jav a 设计模式 》实验指导书  主讲教师： 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 Factory Method 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（Factory Method）、抽象工厂模式（Abstract Factory）、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到使 整个系统独立的目的。 创建型模式分为：工厂方法模式（Factory Method）、抽象工厂模式 （Abstract Factory）、建造者模式（Builder）、原型模式（Prototype）、单例模式（Singleton） 等五类。 2、Factory Method 模式的工作原理 工厂方法模式(Factory Method Pattern)：也叫虚拟构造器(Virtual Constructor)模式或者多 态工厂(Polymorphic Factory)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 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成。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 Concrete Creator：具体工厂 Factory Method 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（Abstract Factory）、建造者模式（Builder）、原型模式（Prototype）、 单例模式（Singleton）的工作原理应通过教材复习。 三、实验内容 用 Factory Method 模式设计一个饮料工厂的模拟程序： 要求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，如果需要生产桃子汁或菠萝汁，只需要对应增加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、实验要求 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、实验步骤 1、设计“饮料工厂”的类图。参考教材P48完成类图。 2、根据类图写出“饮料工厂”的源代码（代码参照教材P48，实验报告中写出主要的几个类）。 3、上机测试程序，写出运行结果。 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(Structural Pattern)描述如何将类或者对象结合在一起形成更大的结构，就像 搭积木，可以通过简单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(Adapter Pattern) ：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： 目标抽象类 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)、