软件设计实验1：UML与面向对象程序设计原则
实验1：UML与面向对象程序设计原则
本次实验属于模仿型实验，通过本次实验学生将掌握以下内容：
1、掌握面向对象程序设计中类与类之间的关系以及对应的UML类图；
2、理解面向对象程序设计原则。
[实验任务一]：UML复习
阅读教材第一章复习UML，回答下述问题：
面向对象程序设计中类与类的关系都有哪几种？分别用类图实例说明。
关联关系：关联表示类之间的连接或关系。它可以是双向的或单向的，描述了一个类如何与另一个类相关联。关联可以是聚合或复合关联，其中聚合表示一个“拥有”关系，而复合表示一个类是另一个类的组成部分。
双向关联：
单向关联
自关联
多重关联
聚合关系:聚合表示整体与部分之间的关系。它描述了一个类可以包含另一个类的对象，但这些对象可以在不同的上下文中存在。聚合通常用“具有”或“包含”来描述。
组合关系:组合是聚合的一种特殊形式，表示整体对象包含部分对象，而这些部分对象的生命周期与整体对象相关联。组合关系通常比聚合更强烈，通常用“包括”或“由”来描述。
依赖关系：这是一种设计原则，不是一种具体的关系类型。它强调应该依赖于抽象而不是具体实现。依赖倒置原则有助于减少类之间的紧耦合，从而提高代码的可维护性和灵活性。
泛化关系：泛化关系是继承关系的另一个术语，表示一个类是另一个类的泛化。这是一种更一般的“是一个”关系，用于构建类的继承层次结构。
接口与实现关系:实现关系表示一个类实现了一个接口，它通常用于描述类如何满足接口定义。在这种关系中，类必须提供接口定义的所有方法。
[实验任务二]：单一职责原则
登录模块在实际项目开发中很常见，请按照教材28页（PPT49页）利用单一职责原则重构后的类图实现这一模块。
实验要求：
1. DBUtil.java
package Test;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class DBUtil {
public static String db_url = "jdbc:mysql://localhost:3306/design?serverTimezone=GMT%2B8&useSSL=false";
public static String db_user = "root";
public static String db_pass = "123456";
public static Connection getConn () {
Connection conn = null;
try {
Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
conn = DriverManager.getConnection(db_url, db_user, db_pass);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return conn;
}//end getConn
public static void close (Statement state, Connection conn) {
if (state != null) {
try {
state.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (conn != null) {
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void close (ResultSet rs, Statement state, Connection conn) {
if (rs != null) {
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (state != null) {
try {
state.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (conn != null) {
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws SQLException {
Connection conn = getConn();
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
String sql ="select * from user";
pstmt = conn.prepareStatement(sql);
rs = pstmt.executeQuery();
if(rs.next()){
System.out.println("连接成功");
}else{
System.out.println("连接失败");
}
}
}
2. LoginForm.java
package Test;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
public class LoginForm extends JFrame {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private UserDao dao = new UserDao();
//设置按钮组件
private JButton jb=new JButton("登录"); //登录按钮
private JButton button=new JButton("重置"); //重置按钮
//设置文本框组件
private JTextField username = new JTextField();//用户名框
private JPasswordField password = new JPasswordField();//密码框：为加密的***
JLabel user_name=new JLabel("账号：");//设置左侧用户名文字
JLabel pass_word=new JLabel("密码：");//设置左侧密码文字
public void init()
{
Color Color1 = new Color(0xf1f4f9);
Color Color2 = new Color(0x599ce0);
/* 组件绝对位置 */
user_name.setBounds(50, 70, 300, 25);
pass_word.setBounds(50, 130, 200, 25);
username.setBounds(110, 70, 300, 25);//设置用户名框的宽，高，x值，y值
password.setBounds(110, 130, 300, 25);//设置密码框的宽，高，x值，y值
button.setBounds(315, 200, 90, 20);//设置确定按钮的宽，高，x值，y值
jb.setBounds(95, 200, 90, 20);//设置确定按钮的宽，高，x值，y值
/* 组件透明化*/
user_name.setOpaque(false);
pass_word.setOpaque(false);
user_name.setForeground(Color2);
pass_word.setForeground(Color2);
button.setForeground(Color2);
jb.setForeground(Color2);
button.setBackground(Color1);
jb.setBackground(Color1);
username.setBackground(Color1);
password.setBackground(Color1);
//监听事件
jb.addActionListener(new ActionListener(){ //为确定按钮添加监听事件
@SuppressWarnings("deprecation")
public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
validate(username.getText().trim(),password.getText().trim());
}
});
//重置按钮
button.addActionListener(new ActionListener(){ //为重置按钮添加监听事件
//同时清空name、password的数据
public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
// TODO 自动生成方法存根
username.setText("");
password.setText("");
}
});
}
public void display()
{
JFrame f =new JFrame();
f.setTitle("登录");
//窗口退出行为
f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
//设置窗口大小不可变
f.setResizable(false);
//设置窗口打开居中
f.setLocationRelativeTo(null);
//窗口大小
f.setSize(500, 300);
// 设置窗口的背景颜色为白色
Container contentPanel = f.getContentPane();
contentPanel.setBackground(Color.WHITE);
init();
// 添加组件
contentPanel.setLayout(null); // 设置添加的contentPanel容器为流布局管理器
contentPanel.add(user_name);
contentPanel.add(pass_word);
contentPanel.add(username);
contentPanel.add(password);
contentPanel.add(jb);
contentPanel.add(button);
f.setVisible(true); // 展示窗口
}
public void validate(String username,String password)
{
if(username.trim().length()==0||password.trim().length()==0){
JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户名,密码不能为空");
return;
}
if(dao.findUser(username, password))
{
JOptionPane.showMessageDialog(null, "登录成功！");
}else {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户名或密码错误");
}
}
}
3. MainClass.java
package Test;
public class MainClass {
public static void main(String[] args)
{
LoginForm loginForm=new LoginForm() ; //调用
loginForm.display();
}
}
4. UserDao.java
package Test;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
public class UserDao {
public boolean findUser(String username, String password) {
//准备SQL语句
String sql = "select * from user where username ='" + username + "'";
Connection conn= DBUtil.getConn();
//创建语句传输对象
Statement state = null;
ResultSet rs= null;
int flag=0;
String c_password=null;
try {
state = conn.createStatement();
rs = state.executeQuery(sql);
while(rs.next()) {
++flag;
c_password=rs.getString("password");
} if (flag == 0) {
return false;
}
if (!password.equals(c_password)) { //判断密码
return false;
}
}catch (SQLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}finally {
DBUtil.close(rs, state, conn);
}
return true;
}
}
[实验任务三]：依赖倒转原则与合成复用原则
在一画图软件中提供了多种大小不同的画笔，并且可以给画笔指定不同的颜色，某设计人员对画笔进行了如上图所示的设计。通过分析，可以发现增加画笔的种类和颜色会使得系统中类的数目急剧增加，请根据合成复用原则和依赖倒转原则对上述设计进行重构。
实验要求：
1. 提交源代码；
Size类：
public abstract class Size {
public abstract void sizePen();
}
SmallPen,MiddlePen,BigPen类：
public class SmallPen extends Size{
public void sizePen() {
System.out.println("小号");
}
}
public class MiddlePen extends Size{
public void sizePen() {
System.out.println("中号");
}
}
public class BigPen extends Size{
public void sizePen() {
System.out.println("大号");
}
}
Color类：
public abstract class Color {
public abstract void colorPen();
}
GreenPen,RedPen类：
public class GreenPen extends Color{
public void colorPen() {
System.out.println("绿色");
}
}
public class RedPen extends Color{
public void colorPen() {
System.out.println("红色");
}
}
Pen类：
public class Pen {
private Size size;
private Color color;
public Size getSize() {
return size;
}
public void setSize(Size size) {
this.size = size;
}
public Color getColor() {
return color;
}
public void setColor(Color color) {
this.color = color;
}
}
MainClass类：
public class MianClass {
public static void main(String[] args) {
Pen pen=new Pen();
pen.setSize(new SmallPen());
pen.setColor(new RedPen());
pen.setSize(new BigPen());
pen.setColor(new GreenPen());
}
}
2.画出重构后的类图。
