利用UML描述常见的几种设计模式.doc

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1、软件体系结构实验六利用UML描述常见的几种设计模式一：实验目的掌握设计模式在软件设计中的作用，熟悉并了解一些常用的设计模式，进一步熟悉并巩固RationalRose2003与Visio2003工具的使用，熟悉并了解IBMRationalSoftwareArchitecture6.0工具的建模方法。二：实验准备（1）熟悉利用UMLRose2003与Visio2003建模的方法（2）熟悉并了解软件设计模式（3）熟悉并了解IBMRationalSoftwareArchitecture6.0的建模方法。三：实验内容设计面向对象软件比较困难，而设计可复用的面向对象软件就更加困难。你必须找到相关的对象，

2、以适当的粒度将它们归类，再定义类的接口和继承层次建立对象之间的基本关系。在设计时，应该对手头的问题有针对性，同时对将来的问题和需求也要有足够的通用性，同时也希望避免重复设计或尽可能少做重复设计。一个设计模式是软件开发中重复出现问题的解决方案；一种来源于具体问题形式的抽象，这种抽象在特定环境中出现；在给定的问题环境和约束条件下，对通用问题的重复解决方案；一种经过证明的、在给定条件下问题的有效的重复解决方案。它象一个“大金块”传递了解决方案的本质。（点石成金的方法）。经过多次成功使用，已经被证明的“最佳实践方法”；用文字、图表描述的方式来捕捉设计专家的智慧和经验，并把这些经验传递给新手。对通用设

3、计问题的重复解决方案，对真实世界问题的实践的/具体的解决方案面向特定的问题环境权衡利弊之后得到的“最佳”解决方案，领域专家和设计老手的“杀手锏”，用文档的方式记录的最佳实践，在讨论问题的解决方案时，一种可交流的词汇，在使用（重用）、共享、构造软件系统中，一种有效地使用已有的智慧/经验/专家技术的方式。在面向对象的软件设计中，可以利用UML对设计进行建模，对设计模式的建模包括建立内部视图和外部视图①设计模式的内部视图是一组类图和一组交互图。②设计模式的外部视图是一个参数化协作，协作参数命名。是模式的用户必须绑定的元素。本次实验要求同学们理解常见的组合模式（结构类型）、工厂模式（构造类型）、责任

4、链模式（行为类型）。并能根据具体的案例，选择相应的设计模式，并根据该设计模式所定义的组成元素，组成元素之间的关连关系、约束关系，利用UML作出具体的设计。在IBMRationalSoftwareArchitecture6.0中，提供了Goff所总结的23种常见模式的模板，我们可以根据这些模板，实例化模板的参数，最后得到一个具体的某种模式的设计。图1-图3描述了组件的一个设计。图一：组件的设计模式图（IBMRSA6.0中建模）图二：组件的设计模式图主题图（IBMRSA6.0中建模）图三：组件的浏览图（IBMRSA6.0中建模）一：组合模式：一个例子：组件可以分为原子组件与组合组件，原子组件是不

5、能再分解的一个组件单元，组合组件则是由多个组件组成，而组成组合组件的这些组件既可以是原子组件，也可以是组合组件。这样，原子组件可以通过组合构成一个组合组件，原子组件与组合组件又可以通过组合构成更大的组合组件。我们可以通过组合模式来设计一个组合组件的模型，图三是利用IBMRationalSoftwareArchitecture所提供的组合模式设计出来的组件的结构。图四是利用RationalRose类图描述的组件的结构图。图四：组件类图（Rose2003）图形可以看成是一些基本图形元素与组合图形元素的组合体，其中基本的图形元素包括点，线，园，矩形，椭圆形，射线等基本元素。而一个最简单的组合图形元

6、素是这些基本图形元素组合在一块形成的组合。通过组合，最终可以构成用户所需要的图形。图五描述了一个构成的例子。一个文件夹由文件以及文件夹组成，而在这个文件夹里可能也是由文件及文件夹组成，因此，文件夹也是一种组合模式的实例，请根据上面所提供描述内容，利用组合模式画出图形元素、文件夹的UML结构图。图五：一个图形例子图六：一个文件夹的例子二：责任链模式：责任链模式是使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的对象和接收的对象之间的耦合关系，将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求，直到有一个对象处理它为止。例如一个图形用户界面中的上下文有关的帮助机制，用户在界面的任一部分上按F1键就应该可以得到

7、帮助信息，所提供的帮助依赖于点击的是界面的哪一部分以及上下文环境。显然，在这种模式中，我们应根据从最特殊到最普遍的顺序来组织帮助信息，这样，用户所得到的帮助应是最体现了用户的需求。图七对象责任链类之间调用图根据上面的提示，请画出它们之间的对象交互图以及类图。图八：帮助责任链序列图图九：责任链类图抽象工厂模式与工厂模式：抽象工厂模式与工厂模式的区别：抽象工厂模式比工厂模式更复杂，更灵活，一个抽象工厂模式或以先创