软件设计模式与体系结构【实验报告合集】

四个实验（两学时）：策略模式、装饰者模式、抽象工厂模式、命令模式【没做GUI界面，只满足最简要求】

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策略模式 Strategy Pattern

       策略模式定义了算法族，分别封装起来，让他们之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。在熟悉策略模式相关理论知识的基础上，使用策略模式实现一个小游戏。

一、基本要求

       使用策略模式实现一个小游戏，要求如下：

1. 游戏中有三个角色：和尚，侠女，忍者；
2. 每个角色都有生命值和魔法值，但各角色不同。
3. 各角色外观不同。
4. 每个角色具有魔法攻击和物理攻击；
5. 物理攻击有三种：用刀、用剑、用手；
6. 魔法攻击也有三种：火系魔法、金系魔法、水系魔法；

       各角色可以动态更换物理、魔法攻击方式，也可以动态选择攻击方法。

       笔者推荐参考策略模式——在游戏设计中的思路-优快云博客

二、实验内容

       1. 设计并绘制该程序的类图；

       2. 依照设计的类图使用Java语言编写代码，并实现该程序；

       3. 除了核心的模式相关类实现外，提供测试环境，按照难度高低，分别是：

              a）控制台程序，Client硬编码初始化模式和测试环境，运行结果文本输出；

              b）控制台程序，Client初始化测试环境，并根据用户输入运算，运行结果文本输出；

              c）设计并实现用户UI，Client初始化测试环境，并根据用户在UI控件上的输入运算，运行结果文本输出；

三、实验提示

       1. 策略模式的结构和组件

• Strategy：定义所有支持算法的公共接口，Context使用该接口调用某ConcreteStrategy定义的算法；
• ConcreteStrategy：以Strategy接口实现某具体算法；
• Context：用一个ConcreteStrategy对象来配置，维护一个对Strategy对象的引用，可定义一个接口来让Strategy访问它的数据；

       2. 策略模式代码提示 【出自《Head First设计模式》一书】

       SimUDuck范例：将duck的行为理解为 “一组行为”，并使用策略模式的“一族算法”来进行实现。

        Duck基类

public abstract class Duck {
	FlyBehavior flyBehavior;
	QuackBehavior quackBehavior;
 
	public Duck() {
	}
 
	public void setFlyBehavior (FlyBehavior fb) {
		flyBehavior = fb;
	}
 
	public void setQuackBehavior(QuackBehavior qb) {
		quackBehavior = qb;
	}
 
	abstract void display();
 
	public void performFly() {
		flyBehavior.fly();
	}
 
	public void performQuack() {
		quackBehavior.quack();
	}
 
	public void swim() {
		System.out.println("All ducks float, even decoys!");
	}
}

        FlyBehavior和QuackBehavior接口

public interface QuackBehavior {
	public void quack();
}

public interface FlyBehavior {
	public void fly();
}

       FlyWithWings具体行为

public class FlyWithWings implements FlyBehavior {
	public void fly() {
		System.out.println("I'm flying!!");
	}
}

        MiniDuckSimulator测试环境

public class MiniDuckSimulator {
 
	public static void main(String[] args) {
 
		MallardDuck	mallard = new MallardDuck();
		RubberDuck rubberDuckie = new RubberDuck();
		DecoyDuck decoy = new DecoyDuck();

		ModelDuck model = new ModelDuck();

		mallard.performQuack();
		rubberDuckie.performQuack();
		decoy.performQuack();
   
		model.performFly();	
		model.setFlyBehavior(new FlyRocketPowered());
		model.performFly();
	}
}

 四、实验原理（算法或图）

                                                                               图1 策略模式类图 

五、源代码

Role（基类）

public abstract class Role {
	Magic magic;
	Physics physics;
	
	public Role(Magic magic, Physics physics) {
		setMagic(magic);
		setPhysics(physics);
	};
	
	public abstract void display();
	
	public void performMagic() {
		magic.magicAttack();
	}
	
	public void performPhysics() {
		physics.physicsAttack();
	}
	
	public void setMagic(Magic magic) {
		this.magic = magic;
	}
	
	public void setPhysics(Physics physics) {
		this.physics = physics;
	}
}

Monk和尚、Heroine侠女、Ninja忍者（子类）

public class Monk extends Role {
	public Monk(Magic magic, Physics physics) {
		super(magic, physics);
	}

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("我外貌像个和尚");
	}
}
public class Heroine extends Role {
	public Heroine(Magic magic, Physics physics) {
		super(magic, physics);
	}

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("我外貌像个侠女");
	}
}
public class Ninja extends Role {
	public Ninja(Magic magic, Physics physics) {
		super(magic, physics);
	}

	@Override
	public void display() {
		System.out.println("我外貌像个忍者");
	}
}

Magic接口 

public interface Magic {
	public void magicAttack() ;
}

实现Magic的类

public class MagicFire implements Magic {
	@Override
	public void magicAttack() {
		System.out.println("正在使用火系魔法攻击");
	}
}
public class MagicGold implements Magic {
	@Override
	public void magicAttack() {
		System.out.println("正在使用金系魔法攻击");
	}
}
public class MagicWater implements Magic {
	@Override
	public void magicAttack() {
		System.out.println("正在使用水系魔法攻击");
	}
}

Physics接口

public interface Physics {
	public void physicsAttack() ;
}

实现Physics的类

public class PhysicsHand implements Physics {
	@Override
	public void physicsAttack() {
		System.out.println("正在使用手进行物理攻击");
	}
}
public class PhysicsKnife implements Physics {
	@Override
	public void physicsAttack() {
		System.out.println("正在使用刀进行物理攻击");
	}
}
public class PhysicsSword  implements Physics {
	@Override
	public void physicsAttack() {
		System.out.println("正在使用剑进行物理攻击");
	}
}