软件设计与体系结构练习题(4)

类中的type变量代表不同的客户群体，因此有不同的缴费率。因为对应于不同的客户群体，有不同的优惠收费包，例如FamilyPackage、FriendPackage和FamerPackage。方法computeFare(String num, String type)需要经常改变，原因是每个包都有不同的打折率，并且对于每个包计算费用的算法是不同的。这说明在方法computeFare(String num, String type)中，存在许多条件语句。很明显，本设计不符合开闭原则，请利用策略模式对以上的类进行重新设计，画出设计类图。 答：

client+main() : voidContext-ref : FarePackage+ComputeFare(in num : String, in type : string) : float11<>FarePackage+getFare(in num : String) : floatFamilyPackage-rate : float+getFare(in num : String) : floatFriendPackage-rate : float+getFare(in num : String) : floatFamerPackage-rate : float+getFare(in num : String) : float 17.

使用状态模式设计软件。在一个面向儿童的人/机对抗游戏中有两个角色，mood_guy代表计算机游戏软件，玩家为儿童。玩家可以容易地影响mood_guy。mood_guy有三个状态：愉快、恼怒和疯狂。当它在愉快的状态时，它将唱歌；当它在恼怒的状态时，它将告诉它的朋友，抱怨某事；当它在疯狂的状态时，它将故意损坏一些东西。mood_guy可以自动改变心情状态：如果玩家忽略它超过20秒，无论处于何种状态，mood_guy将自动进入愉快状态。mood_guy的状态也可以由玩家的行为而改变：如果它处于愉快状态，玩家给它一个酸梨，则它进入恼怒状态；如果它处于恼怒状态，玩家给它一个辣椒，它将进入疯狂状态；如果它处于疯狂状态，玩家给它一个香蕉，它将进入愉快状态。要求使用状态模式设计该问题，并且：（1）画出状态图；（2）画出设计类图，该类图中应该包含两个方法：act( )和changeMood( )。

18. 设计一个使用几种排序算法对整数进行排序的程序。该程序可以计算出每种排序算法的执行

时间，以便比较各种排序算法的速度。该程序可以支持插入排序（InsertionSort）、快速排序（QuickSort）、冒泡排序（BubbleSort）、堆排序（HeapSort）。请使用策略模式进行设计，画出设计类图。

19. 利用状态模式设计的Weather State的实例。在本例中，考虑天气状态。天气状态可以分

为：晴天状态(Sunny State)，下雨状态(Rainy State)，刮风状态(Windy State)，下雪（Snowing State）。在晴天状态，阳光普照；在雨天状态乌云密布，下雨不停；在刮风状态，大风刮得天昏地暗；在下雪状态，大雪纷飞。用状态模式封装天气状态。为了表达天有不测风云的思想，假设天气状态是随机改变的，即在四种状态之间的切换是根本没有规律可循的，因此，考虑在抽象类WeatherState中的方法changeState(Context cxt)的实现中，使用能产生随机整数的Random类。因此，具体状态的改变，由抽象类WeatherState负责实现。请采用常规的状态模式进行设计，画出设计类图。 WeatherState -ctx: Context

state +createStateObj() Context +changeState(Context cxt ):void

-state: WeatherState +setState()：String +getCurrentState():String +getState() +action(): String +doAction():void

SunnyState WindyState RainyState SnowingState +action():String +action(): String +act(): String +act(): String

+changeState() +changeState() +changeState() +changeState() +setState():String +setState():String +setState():String +setState():String

20. 随机生成一个整数矩阵，矩阵可以看做是聚合类型的数据。使用迭代器模式设计，对该

矩阵进行不同的遍历：（1）奇数遍历(OddIterator)，访问并统计矩阵中的所有奇数。（2）偶数遍历(EvenIterator)，访问并统计矩阵中的所有偶数。（3）斜对角线遍历(DiagonalIterator), 按照斜对角线迭代遍历矩阵。请应用迭代器模式进行设计，画出设计类图。

21.

室内温度控制软件设计。室内温度控制需要具备窗户、风扇、空调的自动开启与关闭功能。因此，该应用需要设计三个类，分别用于封装窗户、风扇、空调。请利用命令模式设计该应用，画出设计类图。

22. 下图所示是一个调用排序算法的设计图。在实现时，调用者Invoker通过条件判断语句调用

相应的排序算法，调用者Invoker和接收者Receiver之间是紧耦合的。

请使用命令模式在Invoker与Receiver之间进行解耦，设计相应的类，并绘制设计类图。