设画图程序计模式课程设计.doc

1、设计模式课程设计题 目： 画 图 程 序 学 院： 信息科学与技术学院 专 业： 软件工程 学 号： 20092384 姓 名： 陈 志 1需求分析该系统是一个画图程序，我们要用设计模式的思想来设计系统结构，然后实现基本图形的绘制功能。1.1 设计模式要求至少在其中运用 6 种模式，其中涉及到的模式有装饰模式、策略模式、桥梁模式三种。1.2 画图基本要求能实现基本图形的绘制功能1.3 画图高级要求实现图形的操作（如选取、移动、放大、缩小、改变颜色、改变线形等）和持久化（利用文件或利用数据库）。2.系统设计首先，画图程序可以实现绘制圆形、矩形和按钮，这里可以将圆形、矩形和按钮看作三个不同的类，那

2、么我们可以采用抽象工厂的方式来创建它们。对于画组合图，我们可以采用组合模式将二者结合起来。而对于图形颜色或者粗细的改变，我们可以使用外观模式。然后，我们可以使用原型模式来实现对于最后一个图形的复制。在系统中可以使用代理模式来实现显示图片。下面是对需要用到的设计模式进行的分析。2.1 使用设计模式2.1.1 桥梁模式桥梁模式 , 结构型模式一种 .设计程序过程中 , 会经常使用到抽象类或者接口来完成抽象的过程 。继承或实现的类通过不同的实现方式来完成抽象类或接口的变化 , 也就是实现过程的变化 , 但可能会有这样的情况 , 抽象过程同样需要进行变化 , 也就是抽象类或者接口需要变化 , 这样就会

3、造成原有的继承或实现关系复杂 , 关系混乱 .桥梁模式利用将抽象层和实现层进行解耦 , 使两者不再像继承或实现这样的较强的关系 , 从而使抽象和实现层更加独立的完成变化的过程 . 使系统更加清晰 。桥梁模式主要由抽象类、修正抽象类、实现类以及具体实现类组成 .抽象类 , 制定接口 , 同时给出一个实现化的引用 。修正抽象类 , 扩展抽象类 , 修正或改变抽象类中指定的接口 。实现类 , 提供实现化角色的接口 , 但不进行具体实现过程 , 该接口不一定给出与抽象类相同的接口 , 只是提供实现的方式 。具体实现类 , 完成实现类中定义的实现接口的具体实现过程。具体代码如下：package Brid

4、gePattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.util.Random;import cn.ming.Main.circle;public class Cpic extends Pic public Cpic(Graphics g) super(g); public void drawpic(Graphics g)g.setColor(Color.RED);circle c1 = new circle();Random ran2 = new Random();int a = ran2.nextInt(15

5、0)+10; int b = ran2.nextInt(350)+200;int c = ran2.nextInt(280)+140; c1.settings(a,b,c);g.fillOval(b-a/2,c-a/2,a,a);g.setColor(Color.BLUE);g.fillOval(50+b-a/2,c-a/2-50,a,a);g.setColor(Color.GREEN);g.fillOval(100+b-a/2,c-a/2,a,a);package BridgePattern;import java.awt.Graphics;public abstract class Pic

6、 public Graphics g; Pic(Graphics g) this.g = g; public abstract void drawpic(Graphics g); package BridgePattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.util.Random;import cn.ming.Main.circle;public class Rpic extends Pic public Rpic(Graphics g) super(g);public void drawpic(Graphic

7、s g)g.setColor(Color.RED);circle c2 = new circle();Random ran2 = new Random();int a = ran2.nextInt(150)+10; int b = ran2.nextInt(350)+100;int c = ran2.nextInt(150)+100; c2.settings(a,b,c); g.fillOval(b-a/2,c-a/2,a,a);g.setColor(Color.BLUE);g.fillOval(b-3*a/8,c-3*a/8,3*a/4,3*a/4);g.setColor(Color.WHI

8、TE);g.fillOval(b-a/4,c-a/4,a/2,a/2);g.setColor(Color.GREEN);g.fillOval(b-a/8,c-a/8,a/4,a/4);运行结果：2.1.2 装饰模式JAVA23种设计模式之一，英文叫Decorator Pattern，又叫装饰者模式。装饰模式是在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。装饰模式的特点;（1） 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就可以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。（2） 装饰对象包含一个真实对象的引用（reference）

9、（3） 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。（4） 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时，不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中，通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。具体代码如下：package DecoratorPattern;import java.awt.Graphics;import cn.ming.Main.triangles;public class DecoTr extends triangles public triangles t; private Graphics g; pu

10、blic DecoTr()t = new triangles(); public static void filltr(Graphics g,triangles t)if(t != null)t.filltr(g,t); package DecoratorPattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import cn.ming.Main.Triangle;public class DecoTr1 extends DecoTr public static void filltr(Graphics g,Triangle t)g.se

11、tColor(Color.GREEN);g.fillOval(t.x-25,t.y-25,50,50); package DecoratorPattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import cn.ming.Main.Triangle;public class DecoTr2 extends DecoTr public static void filltr(Graphics g,Triangle t)g.setColor(Color.RED);g.fillOval(t.x+t.w-25,t.y-25,50,50); 运行结

12、果：2.1.3策略模式策略模式，又叫算法簇模式，就是定义了不同的算法族，并且之间可以互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。设计原则是把一个类中经常改变或者将来可能改变的部分提取出来，作为一个接口（c+z中可以用虚类），然后在类中包含这个对象的实例，这样类的实例在运行时就可以随意调用实现了这个接口的类的行为。下面是一个例子。策略模式属于对象行为型模式，主要针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立的类中，从而使得它们可以相互替换。策略模式使得算法可以在不影响 到客户端的情况下发生变化。通常，策略模式适用于当一个应用程序需要实现一种特定的服务或者功能，而且该程序有多种实现方式时

13、使用。具体代码实现如下：package StrategyPattern;import java.awt.Graphics;import java.awt.Point;public class policystrategy s;public policy(strategy s)this.s = s;public void choosepolicy(Graphics g,Point p1,Point p2,Point p3)s.drawing(g,p1,p2,p3); package StrategyPattern;import java.awt.Graphics;import java.awt.

14、Point;public abstract class strategypublic abstract void drawing(Graphics g,Point p1,Point p2,Point p3);package StrategyPattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Point;public class strategyA extends strategypublic Point p1,p2,p3; public double area,p; public double diste

15、nceOfPoints(Point p1, Point p2) return Math.sqrt(p1.x - p2.x) * (p1.x - p2.x) + (p1.y - p2.y) * (p1.y - p2.y); public Point getCircumcenter(Point p1, Point p2, Point p3) double dis12 = distenceOfPoints(p1, p2);double dis23 = distenceOfPoints(p2, p3);double dis31 = distenceOfPoints(p3, p1);p = dis12

16、+ dis23 + dis31;double pp = p/2; area = Math.sqrt(pp * (pp - dis12) * (pp - dis23) * (pp - dis31); double x = (p1.x * dis23 + p2.x * dis31 + p3.x * dis12) / p; double y = (p1.y * dis23 + p2.y * dis31 + p3.y * dis12) / p; return new Point(int) x, (int) y); public void drawing(Graphics g,Point p1,Poin

17、t p2,Point p3) /Points p1,Points p2,Points p3 g.drawLine(p1.x,p1.y,p2.x,p2.y);g.drawLine(p2.x,p2.y,p3.x,p3.y);g.drawLine(p3.x,p3.y,p1.x,p1.y); Point center = getCircumcenter(p1, p2, p3); double radius = (2 * area) / p; int x = (int) (center.x - radius); int y = (int) (center.y - radius); int width =

18、 (int) (radius * 2); g.setColor(Color.BLUE); g.fillOval(x, y, width, width); package StrategyPattern;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.awt.Point;public class strategyB extends strategypublic Point p1,p2,p3; public Point getCircumcenter(Point p1, Point p2, Point p3) double a

19、= 2 * (p2.x - p1.x); double b = 2 * (p2.y - p1.y); double dp1=p1.x * p1.x + p1.y * p1.y; double dp2=p2.x * p2.x + p2.y * p2.y; double dp3=p3.x * p3.x + p3.y * p3.y; double c = dp2- dp1; double d = 2 * (p3.x - p2.x); double e = 2 * (p3.y - p2.y); double f = dp3-dp2; double x = (b * f - e * c) / (b *

20、d - e * a); double y = (d * c - a * f) / (b * d - e * a); return new Point(int) x, (int) y); public void drawing(Graphics g,Point p1,Point p2,Point p3) g.drawLine(p1.x,p1.y,p2.x,p2.y);g.drawLine(p2.x,p2.y,p3.x,p3.y);g.drawLine(p3.x,p3.y,p1.x,p1.y); Point center = getCircumcenter(p1, p2, p3); double

21、radius = center.distance(p1); int x = (int) (center.x - radius); int y = (int) (center.y - radius); int width = (int) (radius * 2); g.setColor(Color.red); g.drawOval(x, y, width, width); 运行结果：2.2 画图功能分析2.2.1 画一个图形当选定画一个图形后，由外观模式确定画图的类型，并且得到一个具体的圆形类、矩形类或按钮类的对象。由鼠标按下的点确定圆形对象的圆心或者矩形和按钮对象的起始点，鼠标起来的点和按下点

22、的关系确定圆形对象的半径或者矩形和按钮对象的长度和宽度。然后将该对象的所有信息包括上面所述的信息和图形类型、画笔颜色和画笔宽度设置好了后，加入享元类中。2.2.2 画组合图2.2.3 选中图形关于选中图形，采用遍历享元的方式，考虑到一般情况先前一个图的区域会被后面所画的图区域覆盖，那么我们从享元的后面开始遍历，当鼠标按下的点位于某个对象区域之中时，改变其颜色，并且提供移动其位置的功能。当选中一个图形时，可以使用加装饰或者减装饰的功能，还可以提供放大和缩小的功能。当选择了选取功能时，就不能画图了，当我们选择“取消选取”后，取消了关于选取图形的操作，又可以画图了。2.2.4 加、减装饰首先，你需要

23、确定装饰的图形（对象）是哪个，需要选取那个图形。当选好需要对那个图形后，创建装饰类的对象，然后给选定的对象加或者减装饰。在该系统中，加、减装饰是对于画笔大小的操作，如果是加装饰那么就一个增加画笔的大小，否则减小画笔的大小到最小就不能减小了。2.2.5 复制最后shape复制最后一个图形我们可以采用原型模式。在使用原型模式的时候要注意使用的是深拷贝，如果是浅拷贝，那么当将新的复制后的对象加入到享元后，其实是一个对象的两个副本，就不会显示出使用原型模式的特点。当然，我们需要依据类型来赋值返回具体的图形。3.心得体会设计模式（Design pattern）：是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编

24、目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式的种类很多，包括分布式编程模式、用户界面模式、数据模型模式三大类。目前流行的面向对象设计模式，仅1995年“gang of four” 描述的就有二十多种，称之为GoF模式；与GoF模式相对应的是通用责任分配软件系列模式GRASP。GRASP模式着重考虑设计类的原则及如何分配类的功能，而GoF模式则着重考虑设计的实现、类的交互及软件质量。可以说，GoF模式就是符合GRASP模式要求的面向对象设计模式。设计模式的作用：（1）重用设计，它比简单的重用代码更有意义；（2）为设计提供共同的词汇，每个模式名就是一个设计词汇，其概念使得程序员间的交流更加方便；（3）在开发文档中采用设计模式词汇可以让其他人更任意理解你的想法，理解为什么你会这么做，你都做了些什么。编写开发文档也更加任意；（4）应用设计模式可以让重构系统变得容易，可确保开发正确的代码，并降低在设计或实现中出错误的可能性；（5）可以节省大量时间。