设计模式作业@USC

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                                                                              作业一：创建型模式

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1、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。

2、工厂模式

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。图片读取器对象通过图片读取器工厂ImgReaderFactory来创建。ImgReaderFactory是一个抽象类,用于定义创建图片读取器的工厂方法,其GifReaderFactory和JPGReaderFactory用于创建具体的图片读取器对象。使用工厂方法模式，实现该程序的设计。

1. 绘制工厂模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

3、抽象工厂模式

某软件公司要推出一款新的手机游戏软件，该软件支持IOS、Android和Windows Phone等多个智能手机操作系统平台,针对不同的手机操作系统，该游戏软件提供了不同的游戏操作控制类（OperatioinController）和游戏界面控制类(InterfaceController)，并提供的相应的工厂类来封装这些类的初始化过程。该软件要求具有较好的扩展性，以支持新的操作系统平台，为了满足上述要求，试采用抽象工厂模式对其进行设计。

1. 绘制抽象工厂模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

4、建造者模式

某软件公司要开发一个视频播放软件，为了给用户提供方便，该播放软件提供了多种界面显示模式，如完整模式、精简模式、记忆模式、网络模式等。在不同的显示模式下，主界面的组成元素有所差异，如在完整模式下将显示菜单、播放列表、主窗口、控制条等，在精简模式下只显示主窗口和控制条，而在记忆模式下，将显示主窗口、控制条、收藏列表等。试用建造者模式设计软件。

1. 给出建造者模式等结构视图
2. 给出该实例等类图及代码实现

5、原型模式

某数据处理软件需要增加一个图表复制功能。在图表对象（DataChart）中包含一个数据集对象(DataSet)。数据集对象用于封装要显示的数据，用户可以通过界面上的复制按钮将该图表复制一份，复制后，即可得到新的图表对象，然后可以修改新图表的编号、颜色、数据。试用原型模式设计软件实现深克隆。

1. 给出原型模式等结构视图
2. 给出该实例等类图及代码实现

                                                                           作业二：结构型模式

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1、适配器模式

某OA系统需要提供一个加密模块，将用户机密信息(如口令、邮箱等)加密之后，存储在数据库中，系统已经定义好了数据库操作类，为了提高开发效率，现需要重用已有的加密算法，这些加密算法封装在由第三方提供的类中，有些甚至没有源代码，试使用适配器模式，设计该模块，在不修改现有类的基础上，重用第三方加密算法。

现有一个接口DataOperation定义了排序算法sort(int [])，和查找方法search（int[],int），已知类QuikSort的quickSort方法实现了快速排序算法，类BinarySearch类的binarySearch（int[], int）实现了二分查找法，现使用适配器模式设计一个系统，在不修改源代码的情况下将类，将QuickSort和类BinarySearch类的方法实适配到DataOperation接口。

（1）绘制适配器模式结构视图；

（2）请绘制该实例类图，并代码实现。

2、桥接模式

如果需要开发一个跨平台视频播放器，可以在不同操作平台（Windows、Linux、UNIX等）播放多种格式的视频文件，如PMEG、RMVB、AVI、WMV等常见适配格式，现使用桥接模式设计播放器。

1. 绘制桥接模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

3、组合模式

使用组合模式，设计一个杀毒软件(AntiVirus)的框架，该软件既可以对某个文件夹Folder杀毒，也可以对某个指定的文件杀毒，文件种类包括，文本文档TextFile，图片文件ImageFile，视频文件VideoFile，绘制类图并编程模拟实现。

1. 绘制组合模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

4、装饰模式

简单的手机（SimplePhone）在接收到来电的时候，会发出声音来提醒主人，而现在我们需要为该手机添加一项功能，在接收来电的时候，除了有声音，还能产生震动（JarPhone），还可以得到更加高级的手机（ComplexPhone），来电时，它不仅能够发生，产生震动，而且有灯光闪烁提示，使用装饰模式来模拟手机功能的升级过程，要求绘制类图形编程模拟实现。

1. 给出装饰模式等结构视图
2. 给出该实例等类图及代码实现

5、外观模式

在计算机主机（MainFrame）中，只需要按下主机的开机按钮(on())，就可以调用其他硬件设备和软件的启动方法，如内存(Memory)的自检(check())，CPU的运行(run())，硬盘(Harddisk)的读取(read())，操作系统(OS)的载入(load())等，如果某一过程发生错误，则计算机启动失败，使用外观模式模拟该过程绘制类图并编程实现。

1. 实现给出外观模式结构视图。
2. 给出该实例类图及代码实现。

6、代理模式

在某应用软件中，需要记录业务方法的调用日期，在不修改现有业务类的基础上，为每一个类提供一个日记记录代理类，在代理类中输出日志，如在业务方法Mehtod()的调用之前，输出“Method方法被调用，调用时间2016.11.18 11:11：11”，调用之后没有抛出异常则输出“Mehtod方法调用成功”，否则输出“Mehtod方法调用失败”，在代理类中调用真实业务类的业务方法，使用代理模式设计日志记录模块的结构,绘制类图并编程模拟实现。

1. 实现给出代理模式结构视图。
2. 给出该实例类图及代码实现。

                                                                                  作业三： 行为型模式

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1、职责连模式

在战斗中，一般根据战争规模的大小和重要性，由不同级别的长官（officer）来下达作战指令，情报人员向上级提交军情(包括敌人人数等信息)，作战命令需要上级批准，如果直接上级不具备下达命令的权力，则传递给他的上级，直到有人可以决定为止。现使用职责链模式来模拟该过程，客户类模拟情报人员，首先向级别最低的班长（Bangzhang），提交任务书(Mission),即军情，如果超出班长的权限范围，则传递给排长（Paizhang），排长如果不能处理，则传递给营长（Yingzhang），如果营长不能处理,则需要开会讨论，设置着几级长官的权限范围分别是：

1>. 敌人数量小<10人，班长下达作战指令

2>. 10=<敌人数量<50，排长下达作战指令

3>. 50=<敌人数量<200，营长下达作战指令

4>. 200=<敌人数量，需要开会讨论

（1）绘制职责链模式结构视图；

（2）请绘制该实例类图，并代码实现。

2、命令模式

某软件公司欲开发一个基于windows平台的公告板系统，该系统提供一个主菜单（Menu），在主菜单中包含了一些菜单项(MenuItem)，可以通过Menu类的addMenuItem()方法添加菜单项，菜单上的主要方法是click()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包含OpenCommand(打开命令）、CreateCommand(创建命令）和EditeCommand(编辑命令）等，命令类内置有一个excute()方法，用于调用公告板系统界面类(BoardScrean）的open（）、create()、edite（）等方法，现使用命令模式设计系统。

1. 绘制命令模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

3、迭代器模式

某教务管理信息系统中，一个班级（class）包含多个学生(Stedent)，使用java内置迭代器实现对学生数据的双向遍历，要求按学生年龄由大到小的次序输出学生信息，现使用迭代器模式设计系统。

1. 绘制迭代器模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

4、中介者模式

某软件公司需要开发一套图形用户界面类库，该类库包含若干个预定义的窗格对象，例如TextPane，ListPane，GraphicPane，窗口之间不允许直接调用，具有该类库的应用由一个包含一组窗格的窗口（Window）组成，窗口需要协调窗格之间的行为，采用中介者模式收集系统

1. 绘制中介者模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码。

5、备忘录模式

某软件公司正在开发一款网游，为了给玩家提供更多方便，在游戏过程中可以设置一个恢复点，用于保存当前的游戏场景，如果在后续游戏过程中，玩家角色“不幸牺牲”，玩家可以返回到先前保存的场景，从恢复点开始重新游戏，试用备忘录模式实现。

1. 绘制备忘录模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码

6、观察者模式

某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到一定指定温度，传感器将作出反应，将信号传递给响应设备，如警示灯将闪烁，报警器将发出警报，安全逃生门将自动开启、隔热门将自动关闭，每一响应设备的行为右专门的程序来控制，为支持将来引入新类型的响应设备，用观察者模式设计该系统

1. 绘制观察者模式结构视图
2. 给出实例类图并实现代码

7、状态模式

某纸牌游戏中，人物角色具有入门级（Primary），熟练级(Secondary)，高手级(Professional)和骨灰级(Final)四种等级，角色的等级与积分相对应，游戏胜利将增加积分，失败则扣除积分，入门级具有最基本的游戏功能play()，熟练级增加了游戏胜利积分加倍功能doubleScore（），高手级在熟练级基础上再增加换牌功能changeCards()，骨灰级在高手级基础上再增加偷看他人的牌的功能peekCards()，使用状态模式来设计系统

(1) 绘制状态模式结构视图

(2) 给出实例类图并实现代码

8、策略模式

设计一个网上书店，该系统中所有的计算机图书（ComputerBook），每本都有10%的折扣；所有的语言类图书(LanguageBook)，每本有2元的折扣；小说类图书以每100元有10元的折扣，用策略模式设计该系统

（1）绘制策略模式结构视图

（2）给出实例类图并实现代码