创建型模式应用实验-亚博电竞手机版
设计模式
2021年02月06日 15:32
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- 了解 5 种“创建型模式”的定义、特点和工作原理。
- 理解 5 种“创建型模式”的结构、实现和应用场景。
- 学会应用 5 种“创建型模式”进行软件开发。
实验原理
1. 创建型模式的工作原理
创建型模式隐藏了对象的创建细节,对象的创建由相关的工厂来完成,使用者不需要关注对象的创建细节,这样可以降低系统的耦合度。 创建型模式共 5 种,它们分别是单例模式、原型模式、工厂方法模式、抽象工厂模式和建造者模式,其工作原理在各自的教程中也都有详细的介绍,每种模式的实验大概要花 2 个学时,大家可以根据实验计划来选做若干个实验,下面以工厂方法模式为例,介绍其实验过程。2. 工厂方法模式的工作原理
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。其结构图如图 1 所示。- 抽象工厂(abstract factory):提供了创建产品的接口,调用者通过它访问具体工厂的工厂方法 newproduct() 来创建产品。
- 具体工厂(concrete factory):主要是实现抽象工厂中的抽象方法,完成具体产品的创建。
- 抽象产品(product):定义了产品的规范,描述了产品的主要特性和功能。
- 具体产品(concrete product):实现了抽象产品角色所定义的接口,由具体工厂来创建,它同具体工厂之间一 一对应。
实验内容
(1) 用工厂方法模式设计一个电动自行车工厂的模拟程序。 要求:要为每种品牌的电动自行车提供一个子工厂,如爱玛工厂专门负责生产爱玛(aima)牌电动自行车,雅迪工厂专门负责生产雅迪(yadea)牌电动自行车。如果今后需要生产台铃(tailg)牌电动自行车,只需要增加一个新的台铃电动自行车工厂即可,无须修改原有代码,使得整个系统具有更强的灵活性和可扩展性。(点此下载程序运行后所要显示的图片)。 (2) 按照以上要求设计类图和编写 java 源程序。实验要求
所设计的实验程序要满足以下两点。- 体现“工厂方法模式”的工作原理。
- 符合面向对象中的“开闭原则”。
实验步骤
(1) 用 uml 设计“电动自行车工厂模拟程序”的结构图。“电动自行车工厂模拟程序”的结构图如图 2 所示。package factorymethod; import java.awt.*; import javax.swing.*; public class bicyclefactorytest { public static void main(string[] args) { try { bicycle a; bicyclefactory bf; bf = (bicyclefactory) readxml.getobject(); a = bf.produce(); a.show(); } catch (exception e) { system.out.println(e.getmessage()); } } } //抽象产品:自行车 interface bicycle { public void show(); } //具体产品:爱玛自行车 class aimabicycle implements bicycle { jscrollpane sp; jframe jf = new jframe("工厂方法模式测试"); public aimabicycle() { jpanel p1 = new jpanel(); p1.setlayout(new gridlayout(1, 1)); p1.setborder(borderfactory.createtitledborder("爱玛自行车")); jlabel l1 = new jlabel(new imageicon("src/factorymethod/aimabicycle.jpg")); p1.add(l1); sp = new jscrollpane(p1); container contentpane = jf.getcontentpane(); contentpane.add(sp, borderlayout.center); jf.pack(); jf.setvisible(false); jf.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); //用户点击窗口关闭 } public void show() { jf.setvisible(true); } } //具体产品:雅迪自行车 class yadeabicycle implements bicycle { jscrollpane sp; jframe jf = new jframe("工厂方法模式测试"); public yadeabicycle() { jpanel p1 = new jpanel(); p1.setlayout(new gridlayout(1, 1)); p1.setborder(borderfactory.createtitledborder("雅迪自行车")); jlabel l1 = new jlabel(new imageicon("src/factorymethod/yadeabicycle.jpg")); p1.add(l1); container contentpane = jf.getcontentpane(); sp = new jscrollpane(p1); contentpane.add(sp, borderlayout.center); jf.pack(); jf.setvisible(false); jf.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); //用户点击窗口关闭 } public void show() { jf.setvisible(true); } } //抽象工厂:自行车工厂 interface bicyclefactory { public bicycle produce(); } //具体工厂:爱玛工厂 class aimafactory implements bicyclefactory { public bicycle produce() { system.out.println("爱玛自行车生产了!"); return new aimabicycle(); } } //具体工厂:雅迪工厂 class yadeafactory implements bicyclefactory { public bicycle produce() { system.out.println("雅迪自行车生产了!"); return new yadeabicycle(); } }② 对象生成器的源代码如下。
package factorymethod; import org.w3c.dom.document; import org.w3c.dom.node; import org.w3c.dom.nodelist; import javax.xml.parsers.documentbuilder; import javax.xml.parsers.documentbuilderfactory; import java.io.file; class readxml { public static object getobject() { try { documentbuilderfactory dfactory = documentbuilderfactory.newinstance(); documentbuilder builder = dfactory.newdocumentbuilder(); document doc; doc = builder.parse(new file("src/factorymethod/config.xml")); nodelist nl = doc.getelementsbytagname("classname"); node classnode = nl.item(0).getfirstchild(); string cname = "factorymethod." classnode.getnodevalue(); system.out.println("新类名:" cname); class c = class.forname(cname); object obj = c.newinstance(); return obj; } catch (exception e) { e.printstacktrace(); return null; } } }③xml 配置文件的代码如下。
(3) 上机测试程序,查看运行结果。 “电动自行车工厂模拟程序”的运行结果如图 3 所示。aimafactory
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