实验一经典软件体系结构风格(一)

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已于 2024-11-26 17:12:20 修改

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文章标签：实验指导书

于 2024-11-26 17:08:59 首次发布

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实验一经典软件体系结构风格(一)

一、实验目的

（1）理解主程序-子程序软件体系结构、面向对象软件体系结构、管道-过滤器软件体系结构的原理

（2）掌握主程序-子程序软件体系结构、面向对象软件体系结构、管道-过滤器软件体系结构的实例

（3）主程序-子程序软件体系结构、面向对象软件体系结构、管道-过滤器软件体系结构的编程实现

二、实验内容

1．主程序-子程序软件体系结构

运行下面的程序，理解主程序-子程序软件体系结构

#include <stdio.h>

int max(int x,int y) {

   int z;

   z = x > y ? x : y;

   return( z );

}

void main(){

int a,b,c ;

   scanf(“%d,%d”,&a,&b);

   c=max(a,b);

   printf(“The max is %d”, c);

}

输入 1, 2

输出 2

2.数据抽象和面向对象软件体系结构

运行下面的程序，理解数据抽象和面向对象软件体系结构

class Spot{

    private int x,y;

    Spot(int u, int v){

        setX(u);

        setY(v);

    }

    void setX(int x1){

        x=x1;

    }

    void setY(int y1){

        y=y1;

    }

    int getX(){

        return x;

    }

    int getY(){

        return y;

    }

}

class Trans{

    void move(Spot p, int h, int k){

        p.setX(p.getX()+h);

        p.setY(p.getY()+k);

    }

}

class Test{

    public static void main(String args[]){

        Spot s = new Spot(2,3);

        System.out.println("s点的坐标:" + s.getX() + "," + s.getY());

        Trans ts = new Trans();

        ts.move(s,4,5);

        System.out.println("s点的坐标:" + s.getX() + "," + s.getY());

    }

}

3.管道-过滤器软件体系结构

（1）Java I/O流中的管道流类PipedInputStream和PipedOutputStream可以方便地实现管道-过滤器体系结构，这两个类的实例对象要通过connect方法连接。

下面程序的功能是sender发送“Hello,receiver! I`m sender”给receiver，然后receiver接受后显示出来并且在前面加上“the following is from sender”的信息。管道流内部在实现时还有大量的对同步数据的处理，管道输出流和管道输入流执行时不能互相阻塞，所以一般要开启独立线程分别执行，顺便复习了多线程操作。

import java.io.*;

import java.util.*;

public class TestPiped{

public static void main(String [] args){

sender s = new sender();

receiver r = new receiver();

        PipedOutputStream out = s.getOut();

        PipedInputStream in = r.getIn();

        try{

             in.connect(out);

             s.start();

             r.start();

        }catch(Exception e){

             e.printStackTrace();

        }

    }

}



class sender extends Thread {

    PipedOutputStream out = new PipedOutputStream();

    public PipedOutputStream getOut(){

         return out;

    }

    public void run() {

          String str = "Hello,receiver ! I`m sender\n";

          try {

                out.write(str.getBytes());

                out.close();

          } catch(Exception e) {

                e.printStackTrace();

          }

    }

}



class receiver extends Thread {

    PipedInputStream in = new PipedInputStream();

    public PipedInputStream getIn() {

       return in;

    }

    public void run(){

        byte [] buf = new byte[1024];

        try {

             int len = in.read(buf);

             System.out.println("the following is from sender:\n"+new String(buf,0,len));

             in.close();

        }catch(Exception e) {

             e.printStackTrace();

        }

    }

}

程序的执行结果：

the following is from sender:

Hello,receiver ! I`m sender

（2）编制一段程序，实现Linux进程的管道通信。使用系统调用pipe()建立一条管道线。两个子进程p1和p2分别向通道个写一句话：

//child1 process is sending message!

//child2 process is sending message!

//而父进程则从管道中读出来自两个进程的信息，显示在屏幕上。

#include <unistd.h>

#include <signal.h>

#include <stdio.h>

int pid1,pid2;



main( ){

int fd[2];

char outpipe[100],inpipe[100];

pipe(fd);                       /*创建一个管道*/

while ((pid1=fork( ))==-1);

if(pid1==0){

lockf(fd[1],1,0);

    sprintf(outpipe,"child 1 process is sending message!");

        /*把串放入数组outpipe中*/

    write(fd[1],outpipe,50);     /*向管道写长为50字节的串*/

    sleep(5);                 /*自我阻塞5秒*/

    lockf(fd[1],0,0);

    exit(0);

}else{

while((pid2=fork( ))==-1);

    if(pid2==0){

lockf(fd[1],1,0);           /*互斥*/

      sprintf(outpipe,"child 2 process is sending message!");

      write(fd[1],outpipe,50);

      sleep(5);

      lockf(fd[1],0,0);

      exit(0);

}else{ 

wait(0);              /*同步*/

      read(fd[0],inpipe,50);   /*从管道中读长为50字节的串*/

      printf("%s\n",inpipe);

      wait(0);

      read(fd[0],inpipe,50);

      printf("%s\n",inpipe);

      exit(0);

    }

  }

}