DOC《《设计模式》实验指导书》

《设计模式》实验指导书 软件学院 前言随着面向对象技术的发展和广泛的应用,设计模式已成为面向对象开发人员的必备技能之一.

无论是面向对象的初学者还是具有一定开发经验的程序员,都可以通过对设计模式的学习和应用加深对面向对象思想的理解,开发出具有更好的可扩展性和复用性的软件. 本实验指导书通过项目实例让学生加深对设计模式的理解,在学习设计模式的同时掌握如何在实际软件开发中运用模式,强化对设计模式的理解和掌握. 实验一:创建型模式设计

一、实验目的

1、以本实验指导中给定的实验 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 1. 某系统提供一个简单计算器,具有简单的加、减、乘、除法的功能,系统可以根据用户的选择实例化相应的操作类.现使用简单工厂模式设计该系统.类图如下:

2、对于上述问题修改为工厂方法模式,给定的类图如下所示:

3、某系统为了改进数据库操作的性能,自定义数据库连接对象Connection和语句对象Statement,可针对不同类型的数据库提供不同的连接对象和语句对象,如提供Oracle或SQL Server专用连接类和语句类,而且用户可以通过主函数方式根据实际需要动态更换系统数据库.使用抽象工厂模式设计该系统.

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、根据类图写出 三个实验内容 的源代码(代码参照教材P48,实验报告中写出主要的几个类).

2、上机测试程序,写出运行结果. 实验二:结构型模式设计

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.