设计模式课程设计

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：*********名：**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 BridgePattern;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(150)+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{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(Graphics 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.WHITE);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）（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;public 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.setColor(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使用。

具体代码实现如下：package StrategyPattern;import java.awt.Graphics;import java.awt.Point;public class policy{strategy 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.Point;public abstract class strategy{public 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 strategy{public Point p1,p2,p3;public double area,p;public double distenceOfPoints(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 + 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,Point p2,Point p3){ //Points p1,Points p2,Points p3g.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 = (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 strategy{public Point p1,p2,p3;public Point getCircumcenter(Point p1, Point p2, Point p3) { double a = 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 * 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 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。