实验3 设计模式实验二实验学时： 4每组人数： 1实验类型： 3 （1：基础性2：综合性3：设计性4：研究性）实验要求： 1 （1：必修2：选修3：其它）实验类别： 3 （1：基础2：专业基础3：专业4：其它）一、实验目的熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。
二、实验内容1. 某企业的SCM(Supply Chain Management，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。
该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元及以上的采购单就需要开董事会讨论决定。
如下图所示：试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。
2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。
3. 某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。
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()方法增加菜单项。
菜单项的主要方法是click()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand(打开命令)，CreateCommand(新建命令)，EditCommand(编辑命令)等，命令类具有一个execute()方法，用于调用公告板系统界面类(BoardScreen)的open()、create()、edit()等方法。
现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。
4. 某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。
试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。
5. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor)将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight)将闪烁(flicker())、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm())、安全逃生门(SecurityDoor)将自动开启(open())、隔热门(InsulatedDoor)将自动关闭(close())等，每一种响应设备的行为由专门的程序来控制。
为了将来能够方便地引入新类型的响应设备，采用观察者模式和适配器模式设计并模拟实现该系统。
6. 某软件公司为某电影院开发了一套影院售票系统，在该系统中需要为不同类型的用户提供不同的电影票(MovieTicket)打折(Discount)方式，具体打折方案如下：(1) 学生凭学生证可享受票价8折优惠；(2) 年龄在10周岁及以下的儿童可享受每张票减免10元的优惠（原始票价需大于等于20元）；(3) 影院VIP用户除享受票价半价优惠外还可进行积分，积分累计到一定额度可换取电影院赠送的奖品。
该系统在将来可能还要根据需要引入新的打折方式。
试使用策略模式设计并编程模拟实现该影院售票系统。
7. 为了实现一些特殊的显示效果，某公司欲开发一款手机数码照片处理软件，在该软件中为照片(Photograph)提供了多种滤镜(Filter)效果，例如黑白滤镜(BlackWhiteFilter)、单色滤镜(MonochromaticFilter)、怀旧滤镜(NostalgicFilter)等，不同的滤镜通过不同的算法对照片进行美化，如下图所示。
该软件可以灵活地增加一些新的滤镜效果。
选择一种合适的设计模式来设计该照片处理软件，结合场景绘制相应的类图并编程模拟实现。
三、实验要求1. 结合实例，正确无误地绘制职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式的模式结构图；2. 使用任意一种面向对象编程语言实现职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式实例，代码运行正确无误。
四、实验步骤1. 结合实例，使用PowerDesigner绘制职责链模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；2. 结合实例，使用PowerDesigner绘制命令模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；3. 结合实例，使用PowerDesigner绘制命令模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；4. 结合实例，使用PowerDesigner绘制观察者模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；5. 结合实例，使用PowerDesigner绘制观察者模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；6. 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例；7. 结合实例，使用PowerDesigner绘制策略模式实例结构图并用面向对象编程语言实现该模式实例。
五、实验结果1. 类图：Approver-successor: Approver+ +setSuccessor (Approver aSuccessor) processRequest (PurchaseRequest qRequest)...: void: voidPurchaseRequest---amountnumberprupose: double: int: StringDirectorVicePresident PresidentCongress实现代码：2. 类图：AbstractCommand{abstract}+excute () ...: voidSwitch-command: AbstractCommand+ +open ()close ()...: void: voidLight+ +open ()close ()...: void: voidFun++open ()close ()...: void: voidLightCommand-light: Light+excute (): voidFunCommand-fun: Fun+excute (): voidClient实现代码：3. 类图：Command+excute ()...: void Menu-itemList : ArrayList+addMenuItem (MenuItem item): voidMenuItem--namecommand : String : Command++++++<<Constructor>>MenuItem (String name)getName ()setName ()getCommand ()setCommand (Command command)click ()...: String : void : Command : void : voidOpenCommand-screen : BoardScreen++OpenCommand (BoardScreen screen)excute ()...: void CreateCommand-screen : BoardScreen++CreateCommand (BoardScreen screen)excute ()...: void EditCommand-screen : BoardScreen++EditCommand (EditCommand screen)excute ()...: void BoardScreen-menu : Menu +++++BoardScreen ()display ()open ()create ()edit ()...: void : void : void : void实现代码：4. 类图：Investor+response (Stock stock) ...: voidStock---investorsstockNameprice: ArrayList: String: double+ + + +Stock ()attach (Investor inestor)detach (Investor investor)nitifyInvestor ()...: void: void: voidConcreteInvestor-name: String++<<Implement>>response (Stock stock)ConcreteInvestor (String name)...: void 实现代码：5. 类图：AlarmListener+response ()...: void Thermosensor-alarmListener : ArrayList+++attach (AlarmListener alarmListener)detach (AlarmListener alarmListener)notify ()...: void : void : void CautionLight +flicker (): voidAnnunciator +alarm (): voidSecurityDoor +open (): voidInsulatedDoor +close (): void实现代码：6. 类图：Discount+calculate (double price)...: double StudentDiscount ChildrenDiscountVIPDiscountMovieTicket--price discount : double : Discount+++setPrice (double price)setDiscount (Discount discount)getPrice ()...: void : void : double实现代码：7. 类图：Filter+method ()...: voidBlackWhiteFilter+<<Implement>>method (): voidMonochromaticFilter+<<Implement>>method (): voidNostalgicFilter+<<Implement>>method (): voidPhotograph-filter: Filter+decorate (): void 实现代码：六、实验小结通过本次实验，学会了使用职责链模式、命令模式、观察者模式、策略模式等行为型模式进行设计程序，在实验过程中遇到了类与类之间关系不确定的问题，通过复习该模式的原理和实现方法得到解决。