UML与面向对象程序设计原则

软件设计                  石家庄铁道大学信息学院

 

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。

1、关联关系：

双向关联：

双向关联用一个不带箭头的直线表示，顾客可以购买多个产品，一个产品也可以由多个顾客购买

 

 

单项关联：

 

 

 

用一个带箭头的实线表示。每个顾客都有一个地址，这通过让Customer类持有一个类型为Address的成员变量类实现

自关联：

 

 

用一个带有箭头且指向自身的线表示。上图的意思就是Node类包含类型为Node的成员变量，也就是“自己包含自己”。

2、聚合关系:

 

 

用带空心菱形的直线表示，表示一个整体于局部的关系，一个大学有多个老师，老师是大学的组成部分，每个老师独立存在，不会因为大学的倒闭而不再是老师

3、组合关系:

 

 

用实心菱形的直线表示，表示类之间整体于局部的关系，但是整体于局部有着统一的生命周期，整体对象不存在，局部对象也将不存在，一个人的头没了，那个人的嘴也没什么用了

聚合关系表示整体于部分的关系较弱，组合关系较强，聚合关系通过对象注入来实现，组合关系通过实例化成员对象来实现

4、继承关系

 

用空心箭头来实现，指向继承的父类

5、实现关系

 

 

 

用虚线空心箭头表示，指向实现的接口

6、依赖关系

 

 

用虚箭头表示，箭头从使用类指向被依赖的类

[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.提交源代码和对应的数据库文件（注意将此模块保存，以备以后使用）；

2.注意编程规范。

 

Client:

package jiang;
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        LoginForm loginForm = new LoginForm();
        loginForm.display();
    }
}

LoginForm:

package jiang;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.sql.SQLException;

public class LoginForm extends JFrame {

    // 引入UserDao
    private UserDao userDao = new UserDao();

    // 设置按钮组件
    private  JButton login=new JButton("登录");    //添加一个登录按钮
    private JButton reset=new JButton("重置");    //添加一个确定按钮

    // 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(){

        /* 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

        login.setBounds(315, 225, 90, 20);//设置确定按钮的宽，高，x值，y值
        reset.setBounds(95, 225, 90, 20);//设置确定按钮的宽，高，x值，y值

        //监听事件
        login.addActionListener(new ActionListener(){        //为确定按钮添加监听事件
            @SuppressWarnings("deprecation")
            public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
                try {
                    validate(username.getText().trim(),password.getText().trim());
                } catch (SQLException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        });


        //重置按钮
        reset.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("");
            }
        });
    }

    private void validate(String username, String password) throws SQLException {
        if(username.trim().length()==0||password.trim().length()==0){
            JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户名,密码不允许为空");
            return;
        }

        if(userDao.findUser(username, password))
        {
            JOptionPane.showMessageDialog(null, "登录成功！");
        }else {
            JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户名或密码错误");
        }

    }

    public void display(){
        JFrame f =new JFrame();
        f.setTitle("登录页面");
        //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);

        init();

        //添加组件
        Container contentPanel= new Container();//添加一个contentPanel容器
        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(login);
        contentPanel.add(reset);

        f.add(contentPanel);
        //展示窗口
        f.setVisible(true);
    }

}

UserDao:

package jiang;


import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;

public class UserDao {

    private DBUtil dbUtil = new DBUtil();
    public boolean findUser(String username, String password) throws SQLException {

        //准备SQL语句
        String sql = "select * from user where name ='" + username + "' and password = '" + password + "'";
        System.out.println("sql：" + sql);

        Connection conn = dbUtil.getConn();

        //创建语句传输对象

        Statement stmt = null;
        // 执行查询
        System.out.println(" 实例化Statement对象...");
        stmt = (Statement) conn.createStatement();
        ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
        int flag = 0;

        while (rs.next()) {
            flag = 1;
        }
        dbUtil.close(rs, stmt, conn);

        return flag == 1 ? true : false;

    }
}

 

DBUtil:

package jiang;

import java.sql.*;

public class DBUtil {
    public static String db_url = "jdbc:mysql://localhost:3306/softwareconstruction?serverTimezone=GMT%2B8&useSSL=false";

    public static String db_user = "root";

    public static String db_pass = "123456";



    public  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  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();

            }

        }

    }

}

运行截图：

成功：

 

 

失败： 

 

[实验任务三]：依赖倒转原则与合成复用原则

 

在一画图软件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；

Client

package pen;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Pen pen = new Pen();
        Color color = new GreenColor();
        Size size = new BigSize();
        pen.setColor(color);
        pen.setSize(size);
        pen.getColor().showColor();
        pen.getSize().Showsize();
    }
}

 

Pen

package pen;

public class Pen {

    private Color color;
    private Size size;

    public Color getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(Color color) {
        this.color = color;
    }

    public Size getSize() {
        return size;
    }

    public void setSize(Size size) {
        this.size = size;
    }
}

 

Color

package pen;

public abstract class Color {
    public abstract void showColor();
}

 

Size

package pen;

public abstract class Size {

    public abstract void Showsize();

}

 

RedColor

package pen;

public class RedColor extends Color{
    public void showColor(){
        System.out.println("红色");
    }
}

 

GreenColor

package pen;

public class GreenColor extends Color{
    @Override
    public void showColor() {
        System.out.println("绿色");
    }
}

 

SmallSize

package pen;

public class SmallSize extends Size{


    @Override
    public void Showsize() {
        System.out.println("小号");
    }
}

 

MiddleSize

package pen;

public class MiddleSize extends Size{

    @Override
    public void Showsize() {
        System.out.println("中号");
    }
}

 

BigSize

package pen;

public class BigSize extends Size{
    @Override
    public void Showsize() {
        System.out.println("大号");
    }
}

 

2.画出重构后的类图。