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11.30 实验十九中介者模式实验二十备忘录模式

news 2026/3/26 19:40:12

实验19：中介者模式
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、理解中介者模式的动机，掌握该模式的结构；
2、能够利用中介者模式解决实际问题。

[实验任务一]：虚拟聊天室
在“虚拟聊天室”实例中增加一个新的具体聊天室类和一个新的具体会员类，要求如下：

新的具体聊天室中发送的图片大小不得超过20M。
新的具体聊天室中发送的文字长度不得超过100个字符。
新的具体会员类可以发送图片信息和文本信息。
新的具体会员类在发送文本信息时，可以在信息后加上时间。
修改客户端测试类，注意原有系统类代码和客户端代码的修改。
实验要求：
1.画出对应的类图；
2.提交源代码；
注意编程规范。

ChatroomMediator.java
/public interface ChatroomMediator {/*** 转发文本消息* @param sender 发送者* @param text 文本内容*/void sendText(Member sender, String text);/*** 转发图片消息* @param sender 发送者* @param imageName 图片名称* @param size 图片大小（字节）*/void sendImage(Member sender, String imageName, long size);}
CommonChatroom.java
public class CommonChatroom implements ChatroomMediator {@Overridepublic void sendText(Member sender, String text) {System.out.println("【普通聊天室】" + sender.getName() + "发送文本：" + text);}@Overridepublic void sendImage(Member sender, String imageName, long size) {System.out.println("【普通聊天室】" + sender.getName() + "发送图片：" + imageName + "（大小：" + size + "字节）");}}
RestrictedChatroom.java
public class RestrictedChatroom implements ChatroomMediator {// 文本最大长度：100字符private static final int MAX_TEXT_LENGTH = 100;// 图片最大大小：20M = 20 * 1024 * 1024 = 20971520字节private static final long MAX_IMAGE_SIZE = 20 * 1024 * 1024L;@Overridepublic void sendText(Member sender, String text) {if (text.length() > MAX_TEXT_LENGTH) {System.out.println("【受限聊天室】" + sender.getName() + "发送文本失败：长度超过" + MAX_TEXT_LENGTH + "字符（当前：" + text.length() + "）");return;}System.out.println("【受限聊天室】" + sender.getName() + "发送文本：" + text);}@Overridepublic void sendImage(Member sender, String imageName, long size) {if (size > MAX_IMAGE_SIZE) {System.out.println("【受限聊天室】" + sender.getName() + "发送图片失败：大小超过20M（当前：" + size / 1024 / 1024 + "M）");return;}System.out.println("【受限聊天室】" + sender.getName() + "发送图片：" + imageName + "（大小：" + size / 1024 / 1024 + "M）");}}
Member.java
public abstract class Member {// 会员姓名protected String name;// 关联的聊天室中介者protected ChatroomMediator mediator;/*** 构造方法：初始化姓名* @param name 会员姓名*/public Member(String name) {this.name = name;}/*** 设置聊天室中介者* @param mediator 聊天室实例*/public void setMediator(ChatroomMediator mediator) {this.mediator = mediator;}/*** 获取会员姓名* @return 姓名*/public String getName() {return name;}// 抽象方法：发送文本（子类实现）public abstract void sendText(String text);// 抽象方法：发送图片（子类实现）
public abstract void sendImage(String imageName, long size);}CommonMember.java
public class CommonMember extends Member {public CommonMember(String name) {super(name);}@Overridepublic void sendText(String text) {if (mediator != null) {mediator.sendText(this, text);} else {System.out.println("错误：未关联聊天室！");}}@Overridepublic void sendImage(String imageName, long size) {if (mediator != null) {mediator.sendImage(this, imageName, size);} else {System.out.println("错误：未关联聊天室！");}}}
AdvancedMember.java
public class AdvancedMember extends Member {// 时间格式化器private static final DateTimeFormatter TIME_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");public AdvancedMember(String name) {super(name);}@Overridepublic void sendText(String text) {if (mediator != null) {// 追加当前时间戳String textWithTime = text + "【发送时间：" + LocalDateTime.now().format(TIME_FORMATTER) + "】";mediator.sendText(this, textWithTime);} else {System.out.println("错误：未关联聊天室！");}}@Overridepublic void sendImage(String imageName, long size) {if (mediator != null) {mediator.sendImage(this, imageName, size);} else {System.out.println("错误：未关联聊天室！");}
}}ChatroomTest.java
/public class ChatroomTest {public static void main(String[] args) {// 1. 创建聊天室中介者ChatroomMediator commonChatroom = new CommonChatroom();ChatroomMediator restrictedChatroom = new RestrictedChatroom();// 2. 创建会员Member commonUser = new CommonMember("普通用户A");Member advancedUser = new AdvancedMember("高级用户B");// 3. 普通会员加入普通聊天室System.out.println("===== 普通聊天室测试 =====");commonUser.setMediator(commonChatroom);commonUser.sendText("大家好！这是普通会员的消息");commonUser.sendImage("风景.jpg", 5 * 1024 * 1024); // 5M图片// 4. 高级会员加入受限聊天室System.out.println("\n===== 受限聊天室测试 =====");advancedUser.setMediator(restrictedChatroom);// 测试合法文本（带时间戳）advancedUser.sendText("受限聊天室的合法消息，长度小于100字符");// 测试超长文本advancedUser.sendText("这是一条超长的测试文本，目的是验证受限聊天室的文本长度限制，当前字符数明显超过100个，看看是否会被拦截");// 测试合法图片（10M）advancedUser.sendImage("头像.png", 10 * 1024 * 1024);// 测试超大图片（25M）advancedUser.sendImage("视频截图.png", 25 * 1024 * 1024);// 5. 普通会员加入受限聊天室System.out.println("\n===== 普通会员在受限聊天室测试 =====");commonUser.setMediator(restrictedChatroom);commonUser.sendText("普通会员在受限聊天室的消息");commonUser.sendImage("文件.png", 21 * 1024 * 1024); // 21M图片（超限）}}

实验 20：备忘录模式
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、理解备忘录模式的动机，掌握该模式的结构；
2、能够利用备忘录模式解决实际问题。

[实验任务一]：多次撤销
改进课堂上的“用户信息操作撤销”实例，使得系统可以实现多次撤销（可以使用HashMap、ArrayList等集合数据结构实现）。
实验要求：
1.画出对应的类图；
2.提交源代码；
3. 注意编程规范。

UserMemento.java
public class UserMemento {// 保存的用户状态（与原发器一致）private final String name;private final int age;private final String phone;/*** 构造方法：初始化备忘录状态（仅原发器可调用）* @param name 姓名* @param age 年龄* @param phone 手机号*/public UserMemento(String name, int age, String phone) {this.name = name;this.age = age;this.phone = phone;}// 只读getter方法，供原发器恢复状态public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}public String getPhone() {return phone;
}}UserInfo.java
public class UserInfo {// 用户状态属性private String name;private int age;private String phone;/*** 构造方法：初始化用户信息* @param name 姓名* @param age 年龄* @param phone 手机号*/public UserInfo(String name, int age, String phone) {this.name = name;this.age = age;this.phone = phone;}/*** 创建备忘录：保存当前状态* @return 包含当前状态的备忘录*/public UserMemento createMemento() {return new UserMemento(name, age, phone);}/*** 恢复备忘录：从备忘录中回滚状态* @param memento 要恢复的备忘录*/public void restoreMemento(UserMemento memento) {this.name = memento.getName();this.age = memento.getAge();this.phone = memento.getPhone();}// 属性修改方法（每次修改前需保存当前状态到管理者）public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public void setPhone(String phone) {this.phone = phone;}/*** 显示当前用户状态*/public void show() {System.out.println("当前用户信息：姓名=" + name + "，年龄=" + age + "，手机号=" + phone);
}}Caretaker.java
import java.util.ArrayList;import java.util.List;
public class Caretaker {// 存储备忘录的列表（按操作顺序保存）private final List<UserMemento> mementos = new ArrayList<>();// 当前状态索引（指向最新备忘录的下一个位置）private int currentIndex = 0;/*** 保存备忘录到列表* @param memento 要保存的备忘录*/public void saveMemento(UserMemento memento) {// 如果是中间撤销后新增操作，清除后续的备忘录（避免redo冲突）if (currentIndex < mementos.size()) {mementos.subList(currentIndex, mementos.size()).clear();}mementos.add(memento);currentIndex++;}/*** 撤销操作：获取上一个备忘录* @return 上一个状态的备忘录，无则返回null*/public UserMemento undo() {if (canUndo()) {currentIndex--;return mementos.get(currentIndex - 1); // 索引-1为上一个状态}System.out.println("⚠️  无历史状态可撤销！");return null;}/*** 判断是否可撤销* @return true=可撤销，false=不可撤销*/public boolean canUndo() {return currentIndex > 1; // 至少有一个历史状态（初始状态为索引0）
}}MementoTest.java
public class MementoTest {public static void main(String[] args) {// 1. 初始化原发器（用户信息）和管理者UserInfo user = new UserInfo("张三", 20, "13800138000");Caretaker caretaker = new Caretaker();// 2. 保存初始状态（首次操作前必须保存）caretaker.saveMemento(user.createMemento());System.out.println("===== 初始状态 =====");user.show();// 3. 修改状态1：更新姓名和年龄user.setName("李四");user.setAge(22);caretaker.saveMemento(user.createMemento());System.out.println("\n===== 修改状态1 =====");user.show();// 4. 修改状态2：更新手机号user.setPhone("13900139000");caretaker.saveMemento(user.createMemento());System.out.println("\n===== 修改状态2 =====");user.show();// 5. 修改状态3：更新年龄user.setAge(25);caretaker.saveMemento(user.createMemento());System.out.println("\n===== 修改状态3 =====");user.show();// 6. 第一次撤销：回到状态2System.out.println("\n===== 第一次撤销 =====");if (caretaker.canUndo()) {user.restoreMemento(caretaker.undo());user.show();}// 7. 第二次撤销：回到状态1System.out.println("\n===== 第二次撤销 =====");if (caretaker.canUndo()) {user.restoreMemento(caretaker.undo());user.show();}// 8. 第三次撤销：回到初始状态System.out.println("\n===== 第三次撤销 =====");if (caretaker.canUndo()) {user.restoreMemento(caretaker.undo());user.show();}// 9. 第四次撤销：无历史状态System.out.println("\n===== 第四次撤销 =====");caretaker.undo();}}

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