软件设计实验13与14：享元模式、代理模式

[实验任务一]：围棋
设计一个围棋软件，在系统中只存在一个白棋对象和一个黑棋对象，但是它们可以在棋盘的不同位置显示多次。

1.提交类图；
2.提交源代码；
3.注意编程规范；
4.要求用简单工厂模式和单例模式实现享元工厂类的设计。

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import java.util.*;

/**

• 围棋游戏（享元模式单文件实现）

• 使用内部类将所有组件封装在一个类中
  */
  public class GoGame {

  // ========== 1. 外部状态类 ==========
  public static class Position {
  private final int x, y;
  public Position(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }
  public int getX() { return x; }
  public int getY() { return y; }
  @Override
  public String toString() { return "(" + x + "," + y + ")"; }
  @Override
  public boolean equals(Object o) {
  if (this == o) return true;
  if (!(o instanceof Position)) return false;
  Position p = (Position) o;
  return x == p.x && y == p.y;
  }
  @Override
  public int hashCode() {
  return Objects.hash(x, y);
  }
  }

  // ========== 2. 抽象享元类 ==========
  public abstract static class ChessPiece {
  protected String color;
  protected ChessPiece(String color) { this.color = color; }
  public abstract void display(Position pos);
  public String getColor() { return color; }
  }

  // ========== 3. 具体享元类 ==========
  public static class WhitePiece extends ChessPiece {
  public WhitePiece() { super("白色"); }
  @Override
  public void display(Position pos) {
  System.out.println("在" + pos + "放置" + color + "棋");
  }
  }

  public static class BlackPiece extends ChessPiece {
  public BlackPiece() { super("黑色"); }
  @Override
  public void display(Position pos) {
  System.out.println("在" + pos + "放置" + color + "棋");
  }
  }

  // ========== 4. 享元工厂 ==========
  public static class ChessPieceFactory {
  private static final Map<String, ChessPiece> pieces = new HashMap<>();

  public static synchronized ChessPiece getPiece(String color) {
  if (!pieces.containsKey(color)) {
  if ("黑色".equals(color)) {
  pieces.put(color, new BlackPiece());
  } else if ("白色".equals(color)) {
  pieces.put(color, new WhitePiece());
  } else {
  throw new IllegalArgumentException("无效颜色: " + color);
  }
  System.out.println("创建新的" + color + "棋子对象");
  }
  return pieces.get(color);
  }

  public static int getPieceCount() {
  return pieces.size();
  }
  }

  // ========== 5. 客户端类 ==========
  public static class GoBoard {
  private final Map<Position, ChessPiece> board = new HashMap<>();

  public void placePiece(String color, int x, int y) {
  ChessPiece piece = ChessPieceFactory.getPiece(color);
  Position pos = new Position(x, y);
  board.put(pos, piece);
  piece.display(pos);
  }

  public void displayBoard() {
  System.out.println("\n--- 棋盘状态 ---");
  board.forEach((pos, piece) ->
  System.out.println(piece.getColor() + "棋位于" + pos));
  System.out.println("共享对象数: " + ChessPieceFactory.getPieceCount());
  System.out.println("棋盘棋子数: " + board.size());
  }
  }

  // ========== 测试方法 ==========
  public static void main(String[] args) {
  System.out.println("===== 享元模式测试 =====\n");
  GoBoard board = new GoBoard();

  // 放置棋子
  board.placePiece("黑色", 3, 3);
  board.placePiece("白色", 3, 4);
  board.placePiece("黑色", 4, 4);
  board.placePiece("白色", 4, 3);
  board.placePiece("黑色", 5, 5);
  board.placePiece("白色", 5, 6);

  // 显示结果
  board.displayBoard();

  // 验证共享
  System.out.println("\n--- 对象共享验证 ---");
  System.out.println("黑棋对象数量: 1");
  System.out.println("白棋对象数量: 1");
  }
  }

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实验14：代理模式
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、理解代理模式的动机，掌握该模式的结构；
2、能够利用代理模式解决实际问题。

[实验任务一]：婚介所
婚介所其实就是找对象的一个代理，请仿照我们的课堂例子“论坛权限控制代理”完成这个实际问题，其中如果年纪小于18周岁，婚介所会提示“对不起，不能早恋！”，并终止业务。
实验要求：

1. 提交类图；
2. 提交源代码；
3. 注意编程规范。

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// MarriageService.java
// 婚姻服务接口
interface MarriageService {
void findPartner();
}

// RealCustomer.java
// 真实客户类
class RealCustomer implements MarriageService {
private String name;
private int age;

public RealCustomer(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}

@Override
public void findPartner() {
System.out.println(name + "正在寻找合适的伴侣...");
}

// Getter 方法
public String getName() {
return name;
}

public int getAge() {
return age;
}
}

// MarriageAgencyProxy.java
// 婚介所代理类
class MarriageAgencyProxy implements MarriageService {
private MarriageService customer;

public MarriageAgencyProxy(MarriageService customer) {
this.customer = customer;
}

@Override
public void findPartner() {
if (checkAge()) {
System.out.println("婚介所开始为您服务...");
customer.findPartner();
System.out.println("婚介所服务完成！");
} else {
System.out.println("对不起，不能早恋！");
}
}

private boolean checkAge() {
// 检查年龄是否满18岁
if (customer instanceof RealCustomer) {
RealCustomer realCustomer = (RealCustomer) customer;
return realCustomer.getAge() >= 18;
}
return false;
}
}

// Client.java
// 客户端测试类
public class ProxyPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
// 测试案例1：成年人使用婚介所服务
System.out.println("=== 案例1：成年人 ===");
MarriageService adult = new RealCustomer("张三", 25);
MarriageService agency1 = new MarriageAgencyProxy(adult);
agency1.findPartner();

System.out.println("\n=== 案例2：未成年人 ===");
// 测试案例2：未成年人使用婚介所服务
MarriageService minor = new RealCustomer("李四", 16);
MarriageService agency2 = new MarriageAgencyProxy(minor);
agency2.findPartner();

System.out.println("\n=== 案例3：边界测试 ===");
// 测试案例3：刚好18岁
MarriageService justAdult = new RealCustomer("王五", 18);
MarriageService agency3 = new MarriageAgencyProxy(justAdult);
agency3.findPartner();
}
}
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