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. 继承关系

继承指的是一个类（称为子类、子接口）继承另外的一个类（称为父类、父接口）的功能，并可以增加它自己的新功能的能力。在UML类图设计中，继承用一条带空心三角箭头的实线表示，从子类指向父类，或者子接口指向父接口。

例如：学生类继承人类

带空心三角形的直线来表示

2.实现关系

实现指的是一个class类实现interface接口（可以是多个）的功能，实现是类与接口之间最常见的关系。

用一条带空心三角箭头的虚线表示

3.依赖关系

依赖就是一个类A使用到了另一个类B，而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的，但是类B的变化会影响到类A。表现在代码层面：类B作为参数被类A在某个method方法中使用。在UML类图设计中，依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。

用由类A指向类B的带箭头虚线表示

4.关联关系

关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系，这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。表现在代码层面：被关联类B以类的属性形式出现在关联类A中，也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量。在UML类图设计中，关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。

用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记

5.聚合关系

聚合是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的关系，即has-a的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享。表现在代码层面：和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在UML类图设计中，聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。

例如：一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等。

空心菱形加实线箭头表示

6.组合关系组合也是关联关系的一种特例，它体现的是一种contains-a的关系，这种关系比聚合更强，也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系，但此时整体与部分是不可分的，整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在UML类图设计中，组合关系以实心菱形加实线箭头表示。

实心菱形加实线箭头表示

[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。

DBUtil:

package Single_responsibility;

**import java.sql.;

public class DBUtil {
    public static Connection getConn() throws Exception {
        Connection conn=null;
        Statement state = null;
        ResultSet rs = null;
        Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/software?useUnicode=true&characterEncoding=utf8","root","123456");

        return conn;
    }

    public static void close(ResultSet rs,Statement state,Connection connection) throws SQLException {
        if(connection != null)
        {
            connection.close();
        }
        if(state != null)
        {
            state.close();
        }
        if(rs != null)
        {
            rs.close();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        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");**
        }
    }
}

UserDao:

package Single_responsibility;
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) throws Exception {
        //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;**
    }
}

LoginForm:

package Single_responsibility;

**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");    //添加一个登录按钮
    private JButton button=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

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

        //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) {
                try {
                    validate(username.getText().trim(),password.getText().trim());
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });

        //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(jb);
        contentPanel.add(button);

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

    public void validate(String username,String password) throws Exception {

        if(username.trim().length()==0||password.trim().length()==0){
            JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户名,密码不允许为空");

            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");

        }

    }

}

MainClass:

package Single_responsibility;

public class MainClass {

    public static void main(String[] args)
    {
        LoginForm loginForm=new LoginForm() ;    //调用
        loginForm.display();

    }

}

数据库文件:

CREATE TABLE `user` (

`username` varchar(255) NOT NULL,

`password` varchar(255) NOT NULL

);

INSERT INTO `user` VALUES (‘王洪兵’, '123456');

[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；

2.画出重构后的类图。

Color:

package Brush;

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

Size:

package Brush;

public abstract class Size {
public abstract void sizePen();
}

Pen:

package Brush;

public class Pen {
    //钢笔
    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;
    }
}

RedPen:

package Brush;

public class RedPen extends Color{

    public void colorPen() {

        System.out.println("红色");

    }

}

GreenPen:

package Brush;

public class GreenPen extends Color{
    public void colorPen() {
        System.out.println("绿色");
    }
}

BigPen:

package Brush;

public class BigPen extends Size {
    //大型
    public void sizePen() {
        System.out.println("大型");
    }
}

MiddlePen:

package Brush;

public class MiddlePen extends Size{
    //中型
    public void sizePen() {
        System.out.println("中型");
    }
}

SmallPen:

package Brush;

public class SmallPen extends Size{
    //小型
    public void sizePen() {
        System.out.println("小型");
    }
}

MianClass:

package Brush;

public class MianClass {
    public static void main(String[] args) {
//颜色大小随意组合
        Pen pen=new Pen();
//组合小型红色钢笔
        pen.setSize(new SmallPen());
        pen.setColor(new RedPen());
//组合大型绿色钢笔
        pen.setSize(new BigPen());
        pen.setColor(new GreenPen());
    }
}

posted @ 2023-10-12 22:19 旺旺大菠萝阅读(3) 评论(0) 编辑收藏举报

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