简单工厂模式、工厂方法模式实验
设计模式实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景随着软件工程的不断发展，设计模式作为一种解决软件开发中常见问题的有效方法，越来越受到广泛关注。
本次实验旨在通过学习设计模式，提高编程能力，掌握解决实际问题的方法，并加深对设计模式的理解。
二、实验目的1. 理解设计模式的基本概念和分类；2. 掌握常见设计模式的原理和应用；3. 提高编程能力，学会运用设计模式解决实际问题；4. 培养团队协作精神，提高项目开发效率。
三、实验内容本次实验主要涉及以下设计模式：1. 创建型模式：单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式；2. 结构型模式：适配器模式、装饰者模式、桥接模式、组合模式、外观模式；3. 行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、责任链模式、命令模式。
四、实验过程1. 阅读相关资料，了解设计模式的基本概念和分类；2. 分析每种设计模式的原理和应用场景；3. 编写代码实现常见设计模式，并进行分析比较；4. 将设计模式应用于实际项目中，解决实际问题；5. 总结实验经验，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 创建型模式（1）单例模式：通过控制对象的实例化，确保一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
实验中，我们实现了单例模式，成功避免了资源浪费和同步问题。
（2）工厂模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。
实验中，我们使用工厂模式创建不同类型的交通工具，提高了代码的可扩展性和可维护性。
（3）抽象工厂模式：提供一个接口，用于创建相关或依赖对象的家族，而不需要指定具体类。
实验中，我们使用抽象工厂模式创建不同类型的计算机，实现了代码的复用和扩展。
（4）建造者模式：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
实验中，我们使用建造者模式构建不同配置的房屋，提高了代码的可读性和可维护性。
2. 结构型模式（1）适配器模式：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。
策略模式简单工厂模式抽象工厂模式
策略模式简单工厂模式抽象工厂模式策略模式、简单工厂模式和抽象工厂模式是常见的设计模式，用于解决不同的问题和满足不同的设计需求。
下面将分别介绍这三种模式，并进行详细的比较。
策略模式策略模式是一种行为型模式，它将一组特定的算法封装成一个独立的类，使得它们可以相互替换。
应用策略模式的主要目的是让算法的变化独立于使用算法的客户端。
策略模式将算法的定义与算法的使用分离开来，这样可以让算法的定义更加灵活，能够根据需要动态地改变。
简单工厂模式简单工厂模式是一种创建型模式，它由一个工厂类负责创建不同类型的对象。
简单工厂模式的核心思想是将对象的创建过程封装起来，客户端只需要通过一个工厂类的方法来获取所需的对象，而不需要了解创建对象的细节。
简单工厂模式常常使用静态方法来创建对象，这样客户端可以直接通过类名来调用工厂方法。
抽象工厂模式也是一种创建型模式，它提供了一种创建一族相关或相互依赖对象的接口，而不需要指定具体的类。
抽象工厂模式的核心思想是将对象的创建过程封装到一个工厂接口中，具体的工厂类实现这个接口来创建不同的对象。
抽象工厂模式可以用于创建一系列的产品对象，这些产品对象有一定的关联关系。
比较1.目的不同：-策略模式的目的是将一组算法封装起来，使得它们可以相互替换。
-简单工厂模式的目的是封装对象的创建过程，使得客户端只需要通过一个工厂类的方法来获取所需的对象。
-抽象工厂模式的目的是提供一种创建一族相关或相互依赖对象的接口。
2.使用场景不同：-策略模式适用于一组特定的算法需要进行动态切换或扩展的场景。
-简单工厂模式适用于需要根据输入参数来决定创建具体对象的场景。
-抽象工厂模式适用于需要创建一系列相关或相互依赖的对象的场景。
3.灵活性不同：-策略模式的算法可以灵活地添加、删除或替换，客户端可以根据需要动态地选择所需的算法。
-简单工厂模式的创建过程在工厂类中，所以客户端只能通过修改工厂类代码来实现创建对象的变化，不够灵活。
简单工厂工厂方法抽象工厂策略模式策略与工厂的区别
简单工厂工厂方法抽象工厂策略模式策略与工厂的区别简单工厂、工厂方法、抽象工厂以及策略模式在软件开发中都是常用的设计模式，它们都是为了解决不同对象的创建和使用问题。
下面将对它们进行详细的介绍，并比较它们之间的区别。
1. 简单工厂模式（Simple Factory Pattern）：简单工厂模式是由一个工厂类根据传入的参数决定创建哪种产品的设计模式。
它包含三个角色：工厂类负责创建产品，产品类定义产品的具体实现，客户端通过工厂类获取产品对象。
简单工厂模式将对象的创建与使用进行了分离，增加了灵活性，但是违反了开闭原则，因为每次新增产品都需要修改工厂类。
2. 工厂方法模式（Factory Method Pattern）：工厂方法模式是指定义一个创建产品对象的接口，但是由子类决定实例化哪个类。
这样可以将产品的实例化延迟到子类中进行，满足了开闭原则。
工厂方法模式由抽象工厂类、具体工厂类和抽象产品类、具体产品类组成。
具体工厂类负责创建具体产品类的实例，抽象产品类定义了产品的接口。
客户端通过抽象工厂类获取产品对象。
工厂方法模式解决了简单工厂模式的缺点，但是增加了类的个数。
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）：抽象工厂模式是指提供一个创建一系列相关或互相依赖对象的接口，而无需指定具体的类。
抽象工厂模式由抽象工厂类、具体工厂类和抽象产品类、具体产品类组成。
抽象工厂类定义了创建产品的接口，具体工厂类负责创建具体产品。
抽象产品类定义了产品的接口，具体产品类实现了产品的具体实现。
客户端通过抽象工厂类获取产品对象。
抽象工厂模式提供了一种创建一系列产品对象的方法，但是增加新产品时需要修改所有的工厂类。
4. 策略模式（Strategy Pattern）：策略模式是指定义了一系列的算法，并将每个算法封装起来，使得它们可以互相替换，使得算法的选择和使用可以独立于客户端。
策略模式由抽象策略类、具体策略类和环境类组成。
南华大学软件设计模式实验
南华大学计算机科学与技术学院软件体系结构与设计模式作业（2016秋季学期）学号：***********班级：软件工程1班*名：***任课老师：蒋良卫作业内容：创建型设计模式日期：2016 年11 月6 日1 简单工厂模式1.1 作业题目使用简单工厂模式模拟女娲（Nvwa）造人(Person)，如果传入参数M，则返回一个Man对象，如果传入参数W。
则返回一个对象Woman，用java语言实现该场景。
现在需要增加一个新的Robot类，如果传入参数R,则返回一个Robot对象，对代码进行修改并注意女娲的变化。
（1）绘制简单工厂模式结构视图；（2）请绘制该实例类图，并代码实现。
1.2 所用模式结构视图1.3 实例类图1.4 实例实现代码公共类：lrz0101Personpackage com.bluesky;public class lrz0101Person {public void play(){System.out.println("我还是一坨泥巴，女娲还没有构造我！");}}简单工厂类：lrz0101NvWapackage com.bluesky;public class lrz0101NvWa {public lrz0101Person madeMan(String s){lrz0101Person person = null;switch(s){case"M":person = new lrz0101Man();break;case"W":person = new lrz0101Woman();break;case"R":person = new lrz0101Robot();break;default:System.out.println("Sorry,女娲暂时没有造这种人的能力");person=new lrz0101Person();}return person;}}子类1：lrz0101Manpackage com.bluesky;public class lrz0101Man extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是男人！我来自地球！");}}子类2：lrz0101Womanpackage com.bluesky;public class lrz0101Woman extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是女人！我来自水星！");}}子类2：lrz0101Robotpackage com.bluesky;public class lrz0101Robot extends lrz0101Person{ public void play(){System.out.println("大家好，我是机器人！我来未知星球！");}}1.5 运行结果2 工厂模式2.1 作业题目现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器ImgReader,如gif图片读取器GifReader用于读取gif格式的图片,jpg图片读取器JPGReader用于读取jpg格式的图片。
简单工厂（SimplePattern）模式
简单⼯⼚（SimplePattern）模式⼀、简单⼯⼚（Simple Factory）模式Simple Factory 模式根据提供给它的数据，返回⼏个可能类中的⼀个类的实例。
通常它返回的类都有⼀个公共的⽗类和公共的⽅法。
Simple Factory 模式实际上不是 Gof 23个设计模式中的⼀员。
⼆、简单⼯⼚（Simple Factory）模式⾓⾊与结构⼯⼚类⾓⾊Creator (LightSimpleFactory）：⼯⼚类在客户端的直接控制下（Create⽅法）创建产品对象。
抽象产品⾓⾊Product (Light)：定义简单⼯⼚创建的对象的⽗类或它们共同拥有的接⼝。
可以是⼀个类、抽象类或接⼝。
具体产品⾓⾊ ConcreteProduct (BulbLight, TubeLight)：定义⼯⼚具体加⼯出的对象。
三、简单⼯⼚（Simple Factory）模式演化1) Simple Factory 模式演化（⼀）除了上⾯的⽤法外，在有些情况下Simple Factory可以有抽象产品⾓⾊扮演，⼀个抽象产品类同时是⼦类的⼯⼚。
2) Simple Factory 模式演化（⼆）三个⾓⾊全部合并：与单例模式（Singleton）相近，但是有区别。
四、有点与缺点优点： ⼯⼚类含有必要的判断逻辑，可以决定什么时候创建哪⼀个产品类的实例，客户端可以免除直接创建产品对象的责任，⽽仅仅“消费”产品。
简单⼯⼚模式通过这种做法实现了对责任的分割。
缺点： 当产品有复杂的多层等级结构时，⼯⼚类只有⾃⼰，以不变应万变，就是模式的缺点。
因为⼯⼚类集中了所有产品创建逻辑，⼀旦不能正常⼯作，整个系统都要受到影响。
同时，系统扩展困难，⼀旦添加新产品就不得不修改⼯⼚逻辑，有可能造成⼯⼚逻辑过于复杂。
另外，简单⼯⼚模式通常使⽤静态⼯⼚⽅法，这使得⽆法有⼦类继承，造成⼯⼚⾓⾊⽆法形成基于继承的等级结构。
设计模式(简单工厂,工厂方法,抽象工厂)区别
第一种表述简单工厂，工厂方法，抽象工厂都属于设计模式中的创建型模式。
其主要功能都是帮助我们把对象的实例化部分抽取了出来，优化了系统的架构，并且增强了系统的扩展性。
本文是本人对这三种模式学习后的一个小结以及对他们之间的区别的理解。
简单工厂简单工厂模式的工厂类一般是使用静态方法，通过接收的参数的不同来返回不同的对象实例。
不修改代码的话，是无法扩展的。
工厂方法工厂方法是针对每一种产品提供一个工厂类。
通过不同的工厂实例来创建不同的产品实例。
在同一等级结构中，支持增加任意产品。
抽象工厂抽象工厂是应对产品族概念的。
比如说，每个汽车公司可能要同时生产轿车，货车，客车，那么每一个工厂都要有创建轿车，货车和客车的方法。
应对产品族概念而生，增加新的产品线很容易，但是无法增加新的产品。
小结★工厂模式中，重要的是工厂类，而不是产品类。
产品类可以是多种形式，多层继承或者是单个类都是可以的。
但要明确的，工厂模式的接口只会返回一种类型的实例，这是在设计产品类的时候需要注意的，最好是有父类或者共同实现的接口。
★使用工厂模式，返回的实例一定是工厂创建的，而不是从其他对象中获取的。
★工厂模式返回的实例可以不是新创建的，返回由工厂创建好的实例也是可以的。
区别简单工厂：用来生产同一等级结构中的任意产品。
（对于增加新的产品，无能为力）工厂模式：用来生产同一等级结构中的固定产品。
（支持增加任意产品）抽象工厂：用来生产不同产品族的全部产品。
（对于增加新的产品，无能为力；支持增加产品族）以上三种工厂方法在等级结构和产品族这两个方向上的支持程度不同。
所以要根据情况考虑应该使用哪种方法。
第二种表述简单工厂、工厂方法和抽象工厂都是创建型的设计模式。
三者的共同点是：1、都有两种作用不同的类：产品类和工厂类。
其中，工厂类在自己的方法中实例化产品类（即使用new命令生成产品类的对象），并将生成的产品类的对象提供给外部使用。
2、创建的过程，都是类似的：工厂类得到一个标志（可以由程序输入，也可以读取配置文件中的内容），返回一个产品对象。
设计模式实验报告-工厂模式
实验二：工厂模式实验内容简单工厂方法模式：利用简单工厂方法模式创建pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。
工厂模式：利用工厂模式创建pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。
抽象工厂模式：利用抽象工厂模式创建华为、小米、苹果的pad, phone, watch的对象，并使用这些对象娱乐。
简单工厂方法模式设计图1简单工厂模式类图核心代码ConsumerElectronics.java核心代码Pad.java核心代码Watch.java核心代码Phone.java核心代码ConsumerElectronicsFactory.java核心代码实现效果图 2 简单工厂模式实现效果图工厂模式设计图 3 工厂模式类图核心代码ConsumerElectronicsFactory.java核心代码PadFactory.java核心代码WatchFactory.java核心代码PhoneFactory.java核心代码实现效果图4 工厂模式实现效果图抽象工厂模式设计图5抽象工厂模式类图核心代码AbstractFactory.java核心代码AppleFactory.java核心代码HuaweiFactory.java核心代码MiFactory.java核心代码实现效果图 6 抽象工厂模式实现效果图实验体会做完这次试验，下面是我的一些体会：首先，工厂模式是为了解耦：把对象的创建和使用的过程分开。
其次，工厂模式可以降低代码重复。
如果创建对象的过程都很复杂，需要一定的代码量，而且很多地方都要用到，那么就会有很多的重复代码。
我们可以这些创建对象的代码放到工厂里统一管理。
既减少了重复代码，也方便以后对该对象的创建过程的修改维护。
由于创建过程都由工厂统一管理，所以发生业务逻辑变化，不需要逐个修正，只需要在工厂里修改即可，降低维护成本。
另外，因为工厂管理了对象的创建逻辑，使用者并不需要知道具体的创建过程，只管使用即可，减少了使用者因为创建逻辑导致的错误。
软件结构实验报告总结
一、实验背景随着软件工程的不断发展，软件结构的合理设计对于软件的质量、可维护性和可扩展性至关重要。
本实验旨在通过实践操作，加深对软件结构设计理论和方法的理解，提高实际应用能力。
二、实验目的1. 理解软件结构设计的基本概念和原则；2. 掌握常用软件结构设计模式和方法；3. 提高软件设计能力，培养团队协作意识。
三、实验内容1. 软件结构设计概述- 软件结构的定义及作用- 软件结构设计的基本原则- 软件结构设计的方法2. 常用软件结构设计模式- 简单工厂模式- 工厂方法模式- 抽象工厂模式- 建造者模式- 适配器模式- 装饰者模式- 代理模式- 命令模式- 观察者模式- 状态模式3. 软件结构设计实践- 设计一个简单的图书管理系统- 分析现有软件的结构，并提出改进方案四、实验步骤1. 阅读实验指导书，了解实验目的、内容和方法；2. 分析实验案例，理解软件结构设计的基本原理；3. 实践设计一个简单的图书管理系统，包括用户界面、业务逻辑和数据访问层；4. 分析现有软件的结构，找出存在的问题，并提出改进方案；5. 撰写实验报告，总结实验心得。
五、实验结果与分析1. 实验结果- 成功设计并实现了图书管理系统；- 分析了现有软件的结构，提出了改进方案。
2. 实验分析- 通过实验，加深了对软件结构设计理论和方法的理解；- 掌握了常用软件结构设计模式，提高了设计能力；- 培养了团队协作意识，学会了与他人沟通和协作。
六、实验心得1. 软件结构设计的重要性- 软件结构设计是软件工程的核心内容之一，直接影响软件的质量、可维护性和可扩展性；- 优秀的软件结构设计可以降低开发成本，提高开发效率。
2. 软件结构设计的方法- 在设计软件结构时，要遵循一定的原则，如模块化、抽象化、封装化等；- 常用软件结构设计模式可以帮助我们更好地进行设计，提高设计质量。
3. 团队协作- 软件结构设计是一个团队协作的过程，需要团队成员之间的沟通和协作；- 学会与他人沟通和协作，可以提高团队的整体效率。
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1. 使用简单工厂模式设计一个可以创建不同几何形状（Shape），如圆形（Circle）、矩形（Rectangle）的绘图工具工厂类，每个几何图形均有绘制draw()和擦除erase()两个方法，要求在绘制不支持的几何图形时，抛出一个UnSupportedShapeException。
绘制类图并编程模拟实现。
代码实现
Shape.java
Circle.java
Rectangle.java
ShapeFactory.java
UnSupportedShapeException.java
Test.java
如果向工厂类传入参数“circle”，则返回一个Circle对象，如果传入参数“rectangle”，则返回一个Rectangle对象。
现需要增加一个新的三角形Triangle类，如果传入参数“triangle”，则返回一个Triangle对象，对代码进行修改并注意工厂类的变化。
添加一个Triangle类
Triangle.java
ShapeFactory类的代码，违背了开闭原则。
ShapeFactory.java
Assert.java
2. 现需要设计一个程序来读取多种不同类型的图片格式，针对每一种图片格式都设计一个图片读取器(ImageReader)，如GIF图片读取器(GifReader)用于读取GIF格式的图片、JPG 图片读取器(JpgReader)用于读取JPG格式的图片，所有的图片读取器都有读取图片的方法readImage()。
图片读取器对象通过图片读取器工厂ImageReaderFactory来创建，ImageReaderFactory是一个抽象工厂接口，定义了创建图片读取器的工厂方法createImageReader()，其实现类GifReaderFactory用于创建GIF图片读取器(GifReader)对象，
JpgReaderFactory类用于创建JPG图片读取器(JpgReader)对象。
使用工厂方法模式完成该程序的设计，绘制类图并编程模拟实现。
代码实现：
ImageReader.java
package org.han.demo5;
public interface ImageReader {
void readImage();
}
GifReader.java
package org.han.demo5;
public class GifReader implements ImageReader{
@Override
public void readImage() {
System.out.println("读取GIF...");
}
}
JpgReader.java
package org.han.demo5;
public class JpgReader implements ImageReader {
public void readImage() {
System.out.println("读取JPG...");
}
}
ImageReaderFactory.java
GifReaderFactory.java
JpgReaderFactory.java
Client.java
XMLUtil.java
config.xml。