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设计模式之创建型模式实验.docx
实验二 创建型设计模式实验
一、实验目的
二、实验要求
三、实验步骤
3.1 第一题：简单工厂模式实现创建不同几何图形
3.1.1 结构类图
3.1.2 实现代码
3.1.3 模拟测试截图
3.2 第二题：工厂方法模式实现不同网络协议的连接
3.2.1 结构类图
3.2.2 实现代码
3.2.3 模拟测试截图
3.3 第三题：抽象工厂模式实现数据库的连接
3.3.1 结构类图
3.3.2 实现代码
3.3.3 模拟测试截图
3.4 第四题：建造者模式实现赛车的构建
3.4.1 结构类图
3.4.2 实现代码
3.4.3 模拟测试截图
3.5 第五题：原型模式通过浅克隆和深克隆方法实现该简历复制功能
3.5.1 结构类图
3.5.2 实现代码
3.5.3 模拟测试截图
3.6 第六题：单例模式设计虚拟用户生成器，使用饿汉式和双重检测
3.6.1 结构类图
3.6.2 实现代码
3.6.3 模拟测试截图
四、实验体会
实验二 创建型设计模式实验
一、 实验目的
（1）结合实例,熟练绘制创建型设计模式结构图
（2）结合实例,熟练使用Java面向对象编程语言实现创建型设计模式
（3）通过编程实践，理解每一种创建型设计模式的概念和内涵、结构、优缺点
以及应用场景
二、 实验要求
（1）使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状( Shape)(例如圆形
( Circle).、矩形 Rectangle)和三角形( ( Triangle)等的绘图工具类,每个几何图形均
具有绘制方法daw()和擦除方法 erase(),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。
（2）在某网络管理软件中,需要为不同的网络协议提供不同的连接类,例如针对
POP3协议的连接类POP3Connection、针对IMAP协议的连接类 IMAPConnection、
针对HTTP协议的连接类 HTTPConnection等。由于网络连接对象的创建过程较
为复杂,需要将其创建过程封装到专门的类中,该软件还将支持更多类型的网络协
议。现采用工厂方法模式进行设计,绘制类图并编程模拟实现。
（3）某系统为了改进数据库操作的性能,用户可以自定义数据库连接对象
Connection和语句对象 Statement,针对不同类型的数据库提供不同的连接对象和
语句对象,例如提供 Oracle或 MySQL专用连接类和语句类,而且用户可以通过配
置文件等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,
绘制对应的类图并编程模拟实现。
（4）在某赛车游戏中,赛车包括方程式赛车、场地野赛车、运动汽车、卡车等类
型,不同类型的赛车的车身、发动机、轮胎、变速箱等部件有所区别。玩家可以
自行选择赛车类型,系统将根据玩家的选择创建出一辆完整的赛车。现采用建造
者模式实现赛车的构建,绘制对应的类图并编程模拟实现
（5）某在线招聘网站中,用户可以创建一个简历模板。针对不同的工作岗位,可以
复制该简历模板并进行适当修改后,生成一份新的简历。在复制简历时,用户可以
选择是否复制简历中的照片:如果选择“是”,则照片将一同被复制,用户对新简历
中的照片进行修改不会影响到简历模板中的照片,对模板进行修改也不会影响到
新简历;如果选择“否”,则直接引用简历模板中的照片,修改简历模板中的照片将
导致新简历中的照片一同修改,反之亦然。现采用原型模式设计该简历复制功能
并提供浅克隆和深克隆两套实现方案,绘制对应的类图并编程模拟实现。
（6）某Web性能测试软件中包含一个虚拟用户生成器( Virtual User Generator)。
为了避免生成的虚拟用户数量不一致,该测试软件在工作时只允许启动唯一一个
虚拟用户生成器。采用单例模式设计该虚拟用户生成器,绘制类图并分别使用饿
汉式单例、双重检测锁等二种方式编程模拟实现。
三、 实验步骤
3.1 第一题：简单工厂模式实现创建不同几何图形
3.1.1 结构类图
3.1.2 实现代码
//接口
interface Shape {
public void init();
}
//圆形
class ReCircle implements Shape {
@Override
public void init() {
System.out.println("创建圆形");
}
}
//长方形
class Rectangle implements Shape {
@Override
public void init() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("创建长方形");
}
}
//三角形
class Triangle implements Shape {
@Override
public void init() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("创建三角形");
}
}
//几何图形工厂
class ShapeFactory {
public static Shape intiShape(String name) throws Exception {
if (name.equalsIgnoreCase("Circle")) {
System.out.println("图形工厂生产圆形");
return new ReCircle();
}
else if (name.equalsIgnoreCase("Triangle")) {
System.out.println("图形工厂生产三角形");
return new ReCircle();
}
else if (name.equalsIgnoreCase("Rectangle")) {
System.out.println("图形工厂生产长方形");
return new ReCircle();
}
else {
throw new Exception("对不起，暂不能生产该图形");
}
}
public static void deleteShape(String name) throws Exception {
if (name.equalsIgnoreCase("Circle")) {
System.out.println("已销毁圆形");
}
else if (name.equalsIgnoreCase("Triangle")) {
System.out.println("已销毁三角形");
}
else if (name.equalsIgnoreCase("Rectangle")) {
System.out.println("已销毁长方形");
}
else {
throw new Exception("对不起，工厂没有该图形");
}
}
}
//实现测试类
public class factoryTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Shape shape = ShapeFactory.intiShape("Circle");
shape.init();
shape = ShapeFactory.intiShape("Triangle");
shape.init();
shape = ShapeFactory.intiShape("Rectangle");
shape.init();
shape = ShapeFactory.intiShape("app");
shape.init();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
3.1.3 模拟测试截图
3.2 第二题：工厂方法模式实现不同网络协议的连接
3.2.1 结构类图
3.2.2 实现代码
//连接接口
interface connection {
void connect();
}
//HTTP 连接类
class HTTPConnection implements connection{
public void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("使用 HTTP 连接类");
}
}
//IMAP 连接类
class IMAPConnection implements connection{
public void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("使用 IMAP 连接类");
}
}
//POP3 连接类
class POP3Connection implements connection{
public void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("使用 POP3 连接类");
}
}
//连接工厂
interface ConnectionFactory {
connection getConnection();
}
//HTTP 连接工厂
class HTTPFactory implements ConnectionFactory {
@Override
public connection getConnection() {
// TODO Auto-generated method stub
return new HTTPConnection();
}
}
//IMAP 连接工厂
class IMAPFactory
implements ConnectionFactory{
@Override
public connection getConnection() {
// TODO Auto-generated method stub
return new IMAPConnection();
}
}
//POP3 连接工厂
class POP3Factory implements ConnectionFactory {
@Override
public connection getConnection() {
// TODO Auto-generated method stub
return new POP3Connection();
}
}
//实现测试类
public class MethodTest {
public static void main(String[] args) {
new POP3Factory();
ConnectionFactory factory =null;
//POP3
factory =
connection pop3 = factory.getConnection();
pop3.connect();
//IMAP
factory = new IMAPFactory();
connection imap = factory.getConnection();
imap.connect();
//HTTP
factory = new HTTPFactory();
connection http =factory.getConnection();
http.connect();
}
}
3.2.3 模拟测试截图
3.3 第三题：抽象工厂模式实现数据库的连接
3.3.1 结构类图
3.3.2 实现代码
//抽象连接类
abstract class Connection {
abstract void connect();
}
//MySql 连接类
class MySqlConnection extends Connection{
@Override
void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("MySqlConnection");
}
}
//Oracle 连接类
class OracleConnection extends Connection {
@Override
void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("OracleConnection");
}
}
//SqlServer 连接类
class SqlServerConnection extends Connection {
@Override
void connect() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("SqlServerConnection");
}
}
//抽象 Statement 类
abstract class Statement {
abstract void operate();
}
//MySql Statement 类
class MySqlStatement extends Statement {
@Override
void operate() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("MySqlStatements");
}
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