软件设计模式实验报告（Java实现）

很多应用项目都有配置文件，这些配置文件里面定义一些应用需要的参数数据。 通常客户端使用这个类是通过new一个AppConfig的实例来得到一个操作配置文件内容的对象。如果在系统运行中，有很多地方都需要使用配置文件的内容，系统中会同时存在多份配置文件的内容，这会严重浪费内存资源。 事实上，对于AppConfig类，在运行期间，只需要一个对象实例就够了。那么应该怎么实现呢？用C#控制台应用程序实现该单例模式。绘制该模式的UML图。 【实验一：单例模式的应用】 单例模式是一种常见的软件设计模式，它的核心思想是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在本实验中，我们关注的是如何使用单例模式来处理配置文件的问题。配置文件通常包含应用程序所需的参数数据，如果多个地方创建配置文件的实例，会导致内存资源的浪费。因此，我们需要一个机制来确保在整个应用程序运行期间，只有一个`AppConfig`实例存在。 在Java中，实现单例模式通常有两种方式：饿汉式和懒汉式。饿汉式是在类加载时就创建实例，而懒汉式是在首次请求时才创建。实验中的实现属于懒汉式，通过`getInstanse()`静态方法保证了线程安全地创建单例，只有当`config`为`null`时才会初始化一个新的`AppConfig`对象。这样，无论多少次调用`getInstanse()`，都只会返回同一个对象。 UML图通常用于表示类和对象之间的关系，对于单例模式，它会显示类的私有构造函数以及获取单例实例的方法。实验中并未给出具体的UML图，但通常它会包含`AppConfig`类和其静态成员变量`config`，以及`getInstanse()`方法。 实验源代码中的`Client`类展示了如何使用`AppConfig`的单例。`main`方法中，即使两次调用`getInstanse()`，也只会得到同一个配置对象，从而避免了内存资源的重复占用。 【实验二：工厂模式的应用】 工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。在这个实验中，OEM制造商面临的问题是需要管理多个品牌的笔记本电脑生产，每个品牌对应一个不同的笔记本类型。通过工厂模式，我们可以将生产逻辑封装到各自的工厂类中，使得扩展变得更加容易。 抽象类`Laptop`代表了所有笔记本电脑的共性，而`HP`、`Acer`、`Lenovo`和`Dell`是具体的笔记本品牌，它们继承自`Laptop`并实现自己的生产逻辑。抽象工厂类`Factory`定义了创建笔记本电脑的接口，而各个品牌的具体工厂如`HPFactory`、`AcerFactory`等则实现了这个接口，负责生产对应品牌的笔记本。 UML图在此场景下将展示`Laptop`、各个品牌的笔记本类与`Factory`之间的继承关系，以及具体工厂类与`Laptop`之间的关联关系。通过工厂方法`createLp()`，客户端可以无须关心具体的品牌，只需根据需要请求相应的工厂来创建笔记本。 总结： 1. 单例模式保证了全局范围内类的唯一实例，适用于那些需要频繁实例化然后销毁的对象，如配置管理、缓存、日志对象等。 2. 工厂模式将对象的创建过程封装起来，使得客户端无需关注对象的创建细节，提高了代码的可扩展性和可维护性。 3. 在实际编程中，这两种模式经常结合使用，例如配置管理可以通过单例模式提供唯一的访问入口，而配置内容的生成则可以采用工厂模式来实现不同类型的配置对象。