Отчет по расчетному заданию структура отчета по расчетному заданию по курсу "ооп Архитектурное проектирование и паттерны программирования"

• Название: Отчет по расчетному заданию структура отчета по расчетному заданию по курсу "ооп Архитектурное проектирование и паттерны программирования"
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 53.33 Kb.
• Имя файла: 01_RZ_Example_ (1) (2).docx
• Тип: Отчет; #990849

Отчет по расчетному заданию

СТРУКТУРА ОТЧЕТА ПО РАСЧЕТНОМУ ЗАДАНИЮ

ПО КУРСУ "ООП: Архитектурное проектирование и паттерны программирования"

1 СТРУКТУРА ОТЧЕТА 1

2 ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 1

3 ПРИМЕР ОПИСАНИЯ ОБЪЕКТОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ 2

4 ОБЪЕКТЫ И КЛАССЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ 3

5 ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ДЕЛЕГИРОВАНИЯ 4

6 КОНФИГУРИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ И ПРИМЕРЫ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ 7

7 ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ PROXY 11

8 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ PROXY 11

1 СТРУКТУРА ОТЧЕТА

1. 
   Титульный лист
   
2. 
   Задание
   
3. 
   Описание предметной области
   
4. 
   Oбъекты и классы проектируемой системы
   
5. 
   Пример реализации подсистемы на основе принципа делегирования
   
6. 
   Конфигурирование системы
   
7. 
   Список источников
   

Далее будут приведены примеры реализации некоторых пунктов отчета на следующем примере:

Прикладная область для выполнения лабораторных работ: «Интерактивные логические игры и головоломки для детей детей дошкольного и младшего школьного возраста»,

Тема: Логическая задача «Волк, Коза, Капуста».

2 ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Описание предметной области содержит около 1 страницы текста с описанием:

- целей разработки соответствующих программ,

- решаемых задач,

- примеров существующих программ.

3 ПРИМЕР ОПИСАНИЯ ОБЪЕКТОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Характеристика поставленной задачи

Лодочник должен перевести на лодке с одного берега на другой три объекта: волка, козу и капусту. В лодке, кроме самого лодочника, может поместиться только один перевозимый объект, поэтому лодочнику придется совершить несколько рейсов. Но, если он оставит без присмотра на одном берегу волка и козу, то волк съест козу. А если вместе на берегу окажутся коза и капуста, то коза съест капусту Задача: как лодочник должен перевезти в целости и сохранности все три объекта с одного берега на другой?

Перечень базовых объектов и их функционала
Лодка: транспортное средство, имеющее двигатель некоторого типа: умеет передвигаться между пунктами, запуская, а затем останавливая мотор. Лодка: может быть разных типов, иметь разные двигатели двигатель (от резиновой моторки до атомной подлодки, летающей амфибии и т.п.).

Мотор: используется для перемещения транспортного средства. Умеет запускаться и останавливаться. В качестве мотора в простейшем случае будем рассматривать бензиновый двигатель и весла. В общем случае тип двигателя ничем не ограничен.

Перевозимые объекты: пассажиры транспортного средства. Иногда требуют специальных условий для перевозки, так как могут обладать свойством опасности для других объектов (могут съесть другой объект, быть ядовитым, радиоактивным и т.п.).

Лодочник: водитель транспртного средства. Выбирает стратегию перевозки объектов, обеспечивает контроль безопасности объектов, дает команду объектам переместиться в лодку или из лодки, управляет лодкой. Лодочник может иметь множество стратегий для выбора перевозимых объектов.

Новые действующие объекты и возможное расширение системы
Баба Яга: следит за оставшимися без надзора объектами и планирует их похищение.

Ступа - транспорт Бабы Яги - умеет выполнять различные типы перемещения, при этом может маскироваться под лодку.
Для реализации первой итерации системы рассмотрим объекты в минимальном варианте, обеспечиваюш\щем решение задачи.

4 ОБЪЕКТЫ И КЛАССЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЫ

Перечень классов, интерфейсов и объектов

Класс "перевозимый объект" IPassenger

Конкретные объекты Волк, Коза, Капуста, ...

Класс "вредоносность" IDanger

Классы-наследники конкретных вредоносностей: Убивать, Съедать, Заражать, ...

Класс "набор вредоносностей" - IComposite

Наборы вредоносностей для конкретных объектов класса IPassenger

Класс "транспортное средство ITransport

Классы-наследники: Плавающие, Летающие, ...

Конкретные объекты: Лодка, Вертолет, Ступа, ...

Класс "мотор транспортного средства" - IEngine

Классы-нвследники: ручная тяга (весла), бензиновый двигатель, ...

Конкретные объекты: Весло, Мотор, Атомный двигатель. Атомный двигатель…..

Класс "водитель транспортного средства" IDriver

Конкретные объекты: Лодочник, Капитан, Баба Яга, ...

Класс "стратегия решения задачи" IStrategy

Классы-наследники: Простая стратегия № 1, ...

Класс "состояние игры IStatee

Классы-наследники конкретных состояний: состояние-1, состояние-2, ...

Класс "внешние силы - наблюдатели" IObserver

Конкретные объекты: Баба Яга, ...

Отношения между классами

ITransport --- композиция ----> IEngine

IDriver --- композиция ----> ITransport

IState --- агрегация ----> IStrategy

IDanger --- агрегация ----> IPassenger

IObserver --- агрегация ----> IPassenger

IComposite --- наследование ----> IDanger

IPassenger --- агрегация ----> IComposite

5 ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ДЕЛЕГИРОВАНИЯ

Для выполнения задания по теме "Делегирование" реализуем простейший вариант системы, оставим в системе только следующие три перевозимых объекта, при этом клиент (функция main) использует фиксированную стратегию, определенную в классе Solution, который задает порядок перевозимых объектов.
Конструктивные элементы:

1) IDriver делегирует ITransport

- действие "загрузить транспортное средство"

- действие "выполнить перевозку в пункт назначения"
2) ITransport делегирует IEngine

- действие "выполнить маршрут"
3) Введем в систему защитного заместителя Proxy для контроля прав водителя на управление транспортным средством. доступности и безопасности нового состояния типа IState в соответствии с

системой вредоносностей объектов, находящихся в одном месте.
4) Продемонстрируем работоспособность системы для различных используемых транспортных средств с различными моторами. С этой целю создадим три транспортных средства: Лодку с веслами, Лодку с бензиновым мотором, Вертолет.

Программа решения задачи не должна изменяться при замене одного транспортного средства на другое.
Кодпрограммы
class IPassenger{

private:

string myName;

public:

IPassenger(string s) { myName = s; }

void name() { cout << myName << endl; }

};
// интерфейсы/абстрактные классы делегатов
class IEngine{

private:

string myName;

public:

IEngine(string s){myName = s;}

virtual void actionStop() = 0; // интерфейс не имеет реализации

virtual void actionStart() = 0; // интерфейс не имеет реализации

void name() { cout << myName << endl; }

};
class ITransport{

private:

IEngine * motor;

public:

ITransport (IEngine * m) { motor = m; }

virtual void move() = 0; // интерфейс не имеет реализации

void setEngine (IEngine * m) { motor = m; }

void actionStart() {motor -> actionStart();}

void actionStop() {motor -> actionStop();}

};
// классы конкретных делегатов
// конкретный класс "лодочные весла"

class BoatOars: public IEngine{

public:

BoatOars():IEngine("BoatOars") {}

virtual void actionStart() {cout << " lower the boat oars into the water" << endl;}

virtual void actionStop() {cout << " lift the boat oars out of the water" << endl;}

};

// конкретный класс "Бензиновый двигатель"

class GasEngine : public IEngine{

public:

GasEngine():IEngine("GasEngine"){}

virtual void actionStop() {cout << " GasEngine stop" << endl;}

virtual void actionStart() {cout << " GasEngine start" << endl;}

};
// ВЕРТОЛЕТ

class ClassHelicopter : public ITransport{

public:

virtual void move(){

actionStart();

cout << " I am flying! " << endl;

actionStop();

}

ClassHelicopter(IEngine * m):ITransport(m) {}

};
//ЛОДКА

class ClassBoat : public ITransport{

public:

virtual void move(){

actionStart();

cout << " I am swiming! " << endl;

actionStop();

}

ClassBoat(IEngine * m):ITransport(m) {}

};
// класс лодочник

class IDriver{

private:

ITransport * transport;

IPassenger * passanger;

public:

void setTransport(ITransport * t) { transport = t; }

void setPassanger(IPassenger * p) { passanger = p; }

void moveRight() {

cout << "Passanger " ; passanger -> name() ;

cout << " we are moving to right direction " << endl;

transport -> move () ;

}

void moveLeft() {

cout << "Passanger " ; passanger -> name() ;

cout << " we are moving to left direction " << endl;

transport -> move () ;

}

};
class Solution { // класс, решающий задачу

public:

void sol(IDriver * h) {

IPassenger * empty = new IPassenger ("Empty"),

* cabbage = new IPassenger ("Cabbage"),

* wolf = new IPassenger("Wolf"),

* goat = new IPassenger("Goat");

h -> setPassanger(goat);

h -> moveRight();

h -> setPassanger(empty);

h -> moveLeft();

h -> setPassanger(wolf);

h -> moveRight();

h -> setPassanger(goat);

h -> moveLeft();

h -> setPassanger(cabbage);

h -> moveRight();

h -> setPassanger(empty);

h -> moveLeft();

h -> setPassanger(goat);

h -> moveRight();
delete(empty);

delete(cabbage);

delete(wolf);

delete(goat);

}

};

\// Клиентская программа

int main() {

// создаем объекты двигателей

IEngine * d1 = new BoatOars(),

* d2 = new GasEngine ();
// создаем объекты траспортных средств

ITransport * h = new ClassHelicopter (d2),

* b1 = new ClassBoat(d1),

* b2 = new ClassBoat(d2);
// создаем объект лодочника

IDriver * human = new IDriver();

Solution s;
cout << " BOAT WHITH BOAT OARS" << endl;

human -> setTransport(b1);

s.sol(human);

cout << endl;
cout << " BOAT WHITH ENGINE" << endl;

human -> setTransport(b2);

s.sol(human);

cout << endl;

cout << " HELICOPTER" << endl;

human -> setTransport(h);

s.sol(human);

cout << endl;
delete(d1);

delete(d2);

delete(h);

delete(b1);

delete(b2);

delete(human);

return 0;

}

6 КОНФИГУРИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ И ПРИМЕРЫ РАБОТЫ ПРОГРАММЫ

Использованные в программе объекты демонстрируют единую работу с разными транспортными средствами (лодка и вертолет), а также с разными способами приведения в движение транспортного средства (лодка на веслах и лодка с бензиновым мотором). Предложенная реализация позволяет легко расширять систему и вводить в нее новые транспортные средства с новыми моторами без изменения существующего кода.
Конфигурирование системы осуществляется в три этапа.

Этап 1: созданными объектами двигателей IEngine * d1 и IEngine * d2 конфигурируем создаваемые объекты траспортных средств :

ITransport * h = new ClassHelicopter (d2),

* b1 = new ClassBoat(d1),

* b2 = new ClassBoat(d2);

Этап 2: объект s класса «решатель логической задачи» Solution динамически конфигурируется объектом human еласса «лодочник» при запуске его метода

s.sol(human);

Этап 3: динамически в процессе работы программы меняется транспортное средство у объекта «лодочник» и запускается метод с переконфигурированным объектом:

human -> setTransport(b2);

s.sol(human);

Вывод результатов в процессе решения
BOAT WHITH BOAT OARS

Passanger Goat

we are moving to right direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Empty

we are moving to left direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Wolf

we are moving to right direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Goat

we are moving to left direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Cabbage

we are moving to right direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Empty

we are moving to left direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water

Passanger Goat

we are moving to right direction

lower the boat oars into the water

I am swiming!

lift the boat oars out of the water
BOAT WHITH ENGINE

Passanger Goat

we are moving to right direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Empty

we are moving to left direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Wolf

we are moving to right direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Goat

we are moving to left direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Cabbage

we are moving to right direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Empty

we are moving to left direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop

Passanger Goat

we are moving to right direction

GasEngine start

I am swiming!

GasEngine stop
HELICOPTER

Passanger Goat

we are moving to right direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Empty

we are moving to left direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Wolf

we are moving to right direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Goat

we are moving to left direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Cabbage

we are moving to right direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Empty

we are moving to left direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

Passanger Goat

we are moving to right direction

GasEngine start

I am flying!

GasEngine stop

7 ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ PROXY

Дополним реализованный вариант системы использованием паттерна Proxy (Заместителя). Выберем тип защитного заместителя ProxiDriver, который будет осуществлять доступ к транспортномк средству только такого водителя, у которого есть права на управление данным типом транспортного средства.

Введем тип прав на управление транспортным средством:

enum DriverLicense {EMPTYLICENSE, BOAT, HELICOPTER, AIRPLANE, CAR};

Установим информацию о правах в классе ITransport и в классе IDriver, а в классе заместителей ProxiDriver будем проверять соответствие прав. При неравенстве типов прав движение не выполняется. Дополним функцию main работой с ProxyDriver, который разрешает работу конкретного водителя при соответствии прав (управление лодкой с правами на управление лодкой) и не разрешает в противном случае (управление вертолетом с правами на лодку).


int main() {

…

// Работа с Proxy:

cout << endl << "Proxy witth last Human (BOAT) and Transport (HELICOPTER)" << endl;

IDriver * proxy1 = new ProxyDriver(human);

// human пытается работать с вертолетом

s.sol(proxy1);
cout << endl << "Proxy after reset Human (BOAT) and Transport (BOAT)" << endl;

human -> setTransport(b1);

IDriver * proxy2 = new ProxyDriver(human );

…

}
Получим вывод для работы с ProxyDriver. Каждпя попытка выполнить передвижение блокируется:
Proxy witth last Human (BOAT) and Transport (HELICOPTER)"

h -> setPassanger(goat)

start moveRight

License is absent!

…

License is absent!

License is absent!

8 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ PROXY

Приведем только изменившиеся классы. Все изменения связаны только с тем, что у транспортного средства и у водителя появилось поле типа DriverLicense, а также функции записи и чтения этого поля. Весь остальной код остается без изменений.

// Класс водителя транспортного средства ( в частности, лодочник )

// дополнен полем прав у водителя с функциями установки и получения типа прав

class IDriver{

private:

DriverLicense license; // имеющиеся права у водителя {BOAT, HELICOPTER, AIRPLANE, CAR};

ITransport * transport;

IPassenger * passanger;

public:

IDriver(DriverLicense lic) {license = lic;}

void setTransport(ITransport * t) { transport = t; }

void setPassanger(IPassenger * p) { passanger = p; }

virtual void moveRight() {

cout << "Passanger " ; passanger -> name() ;

cout << " we are moving to right direction " << endl;

transport -> move () ;

}

virtual void moveLeft() {

cout << "Passanger " ; passanger -> name() ;

cout << " we are moving to left direction " << endl;

transport -> move () ;

}

DriverLicense getLicense(){ return license; }

ITransport * getTransport () { return transport; }

};
// Новый класс заместителя, контролирующего соответствие прав

class ProxyDriver : public IDriver{

private:

IDriver * realDriver;

public:

ProxyDriver(IDriver * driver): IDriver(EMPTYLICENSE) { realDriver = driver; }

virtual void moveRight() {

ITransport * t = realDriver->getTransport();

if (t -> getLicense() == realDriver->getLicense() )

realDriver->moveRight();

else cout << "License is absent!" << endl;

}
virtual void moveLeft() {

ITransport * t = realDriver->getTransport();

if (t -> getLicense() == realDriver->getLicense())

realDriver->moveRight();

else cout << "License is absent!" << endl;

}
};
Появилась информация о типе прав у класса транспортного средства:

class ITransport{

private:

DriverLicense license; // необходимые права у водтьеля

IEngine * motor;

public:

ITransport (IEngine * m, DriverLicense l) { motor = m; license = l; }

virtual void move() = 0; // интерфейс не имеет реализации

void setEngine (IEngine * m) { motor = m; }

void actionStart() {motor -> actionStart();}

void actionStop() {motor -> actionStop();}

DriverLicense getLicense(){ return license;}

void setLicense(DriverLicense l){license = l;}
};