设计模式之实验一：面向对象设计原则实验

实验项目一：面向对象设计原则实验

（1）实验目的与原理
①深入理解和掌握面向对象设计原则。
②能运用面向对象设计原则对系统进行重构。
③能绘制系统结构图（类图）

（2）实验内容与步骤
①某绘图软件提供了多种大小不同的笔(Pen)，并且可以给画笔指定不同颜色，某设计人员针对画笔的结构设计了如图1-1所示的初始类图。

通过仔细分析,设计人员发现该类图存在非严重的问题，如果需要增加一种新的大小或颜色的笔，就需要增加很多子类，例如增加一种绿色的笔，则对应每一种大小的笔都需要增加一支绿色笔，系统中类的个数急剧增加。
试根据依赖倒转原则和合成复用原则对该设计方案进行重构，使得增加新的大小或颜色的笔都较为方便，请绘制重构之后的结构图(类图)。

②某公司财务系统的初始设计方案如图1-2所示， Employee类包含员工编号(ID)、姓名(name)、年龄(age)、性别( gender)、薪水( salary)、每月工作时数( work HoursPer Month)、每月请假天数( leaveDaysPerMonth)等属性。该公司的员工包括全职和兼职两类，其中每月工作时数用于存储兼职员工每个月工作的小时数，每月请假天数用于存储全职员工每个月请假的天数。系统中两类员工计算工资的方法也不一样，全职员工按照工作日数计算工资，兼职员工按照工作时数计算工资，因此在 Employee类中提供了两个方法 calculateSalaryByDayst()和 calculateSalary By Hours()分别用于按照天数和时数计算工资，此外，还提供了方法 display Salary()用于显示工资。

试采用所学面向对象设计原则分析图1-2中 Employee类存在的问题并对其进行重构，绘制重构之后的类图。

③某图形库API提供了多种矢量图模板,用户可以基于这些矢量图创建不同的图形，图形库设计人员设计的初始类图如图1-3所示。
在该图形库中,每个图形类(例如 Circle、 Triangle等)的init()方法用于初始化所创建的图形，setColor()方法给图形设置边框颜色，fill()方法给图形设置填充颜色,setSize()方法设置图形的大小,display()方法显示图形。用户在客户类( Client)中使用该图形库时发现存在如下问题:
l 由于在创建窗口时每次只需要使用图形库中的一种图形,因此在更换图形时需要修改客户类源代码。
l 在图形库中增加并使用新的图形时,需要修改客户类源代码。
l 客户类在每次使用图形对象之前需要先创建图形对象，有些图形的创建过程较为复杂，导致客户类代码冗长且难以维护。
现需要根据面向对象设计原则对该系统进行重构，要求如下:
l 隔离图形的创建和使用,将图形的创建过程封装在专门的类中,客户类在使用图形时无须直接创建图形对象，甚至不需要关心具体图形类类名
l 客户类能够方便地更换图形或使用新增图形，无须针对具体图形类编程，符合开闭原则。
请绘制重构后的结构图(类图)。

（3）实验过程
第一题：

第二题：

第三题：

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