软件工程学习日志2025.11.17-尧图网站建设

📅 发布时间：2026/6/20 11:59:27

今天的学习重点是设计模式中的享元模式，结合“围棋软件”的实验需求，完成了从需求分析、代码实现到类图绘制的全流程。过程中在Mermaid类图生成上踩了不少坑，最终摸索出兼容且逻辑正确的方案，特此记录整个过程，方便后续回顾。
一、实验需求拆解
本次实验要求设计一款围棋软件，核心约束是：系统中仅存在一个白棋对象和一个黑棋对象，却能在棋盘不同位置重复显示。同时需满足：

用享元模式实现对象复用（核心）；
享元工厂类需结合单例模式和简单工厂模式；
提交完整的类图和源代码；
遵循编程规范。
核心设计思路

享元模式核心：区分“内部状态”（可共享，如棋子颜色）和“外部状态”（不可共享，如棋子位置）；
内部状态：黑棋/白棋的颜色，仅需各创建一个实例；
外部状态：棋子在棋盘的坐标，通过独立类封装，每次显示时动态传入；
工厂类：单例确保全局唯一，简单工厂负责创建和缓存享元对象。
二、代码实现

外部状态类：Position（存储棋子坐标）
public class Position {
private int x;
private int y;

public Position(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}

public int getX() {
return x;
}

public int getY() {
return y;
}
}
抽象享元类：Chess（定义棋子行为）
public abstract class Chess {
// 内部状态：棋子颜色（可共享）
protected String color;

public Chess(String color) {
this.color = color;
}

// 抽象方法：结合外部状态（位置）显示棋子
public abstract void display(Position pos);
}
具体享元类：BlackChess/WhiteChess（实际棋子实例）
public class BlackChess extends Chess {
public BlackChess() {
super("黑色");
}

@Override
public void display(Position pos) {
System.out.println("[" + color + "棋子] 落在位置：(" + pos.getX() + "," + pos.getY() + ")");
}
}

public class WhiteChess extends Chess {
public WhiteChess() {
super("白色");
}

@Override
public void display(Position pos) {System.out.println("[" + color + "棋子] 落在位置：(" + pos.getX() + "," + pos.getY() + ")");
}

}
4. 享元工厂类：ChessFactory（单例+简单工厂）
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ChessFactory {
// 单例模式：饿汉式（线程安全）
private static final ChessFactory instance = new ChessFactory();

// 缓存容器：存储颜色-棋子的映射
private Map<String, Chess> chessMap;// 私有构造：初始化缓存，预创建黑棋和白棋实例
private ChessFactory() {chessMap = new HashMap<>();chessMap.put("black", new BlackChess());chessMap.put("white", new WhiteChess());
}// 获取单例工厂实例
public static ChessFactory getInstance() {return instance;
}// 简单工厂方法：根据颜色获取棋子实例（复用缓存）
public Chess getChess(String color) {String key = color.toLowerCase();if (!"black".equals(key) && !"white".equals(key)) {throw new IllegalArgumentException("仅支持黑色(black)和白色(white)棋子");}return chessMap.get(key);
}

}
5. 测试类：验证效果
public class ChessTest {
public static void main(String[] args) {
// 获取单例工厂
ChessFactory factory = ChessFactory.getInstance();

    // 多次获取黑棋/白棋，验证实例唯一性Chess black1 = factory.getChess("black");Chess black2 = factory.getChess("black");Chess white1 = factory.getChess("white");Chess white2 = factory.getChess("white");System.out.println("黑棋实例是否唯一：" + (black1 == black2)); // trueSystem.out.println("白棋实例是否唯一：" + (white1 == white2)); // true// 显示棋子在不同位置（复用实例，仅传递外部状态）black1.display(new Position(3, 3));black2.display(new Position(5, 5));white1.display(new Position(4, 4));white2.display(new Position(6, 6));
}

}
三、类图绘制：踩坑与最终方案

初始踩坑经历
实验要求提交类图，最初尝试用Mermaid绘制时，多次生成失败，问题集中在：

泛型格式不兼容（如Map<String, Chess>改为Map后解决）；
抽象类关键字abstract导致解析失败（最终去掉关键字，通过继承关系隐含抽象性）；
关系符号错误（曾误将ChessFactory与Chess设为继承关系ChessFactory <|-- Chess，实际应为关联关系）。

类图
classDiagram
class Position {
int x
int y
Position(int x, int y)
getX()
getY()
}

class Chess {
String color
Chess(String color)
display(Position pos)
}

class BlackChess {
BlackChess()
display(Position pos)
}

class WhiteChess {
WhiteChess()
display(Position pos)
}

class ChessFactory {
ChessFactory instance
Map chessMap
ChessFactory()
getInstance()
getChess(String color)
}

// 继承关系：具体享元继承抽象享元
Chess <|-- BlackChess
Chess <|-- WhiteChess

// 关联关系：工厂缓存享元对象
ChessFactory -- Chess
类图逻辑说明

继承关系：BlackChess和WhiteChess继承自Chess，符合享元模式“具体享元实现抽象享元”的结构；
关联关系：ChessFactory与Chess通过实线连接，表示工厂持有并缓存棋子实例；
无复杂语法：去掉所有可能引发解析的关键字和标注，确保在任何Mermaid工具中都能生成成功。
四、生成验证步骤

打开Mermaid官方在线编辑器（https://mermaid.live）；
粘贴上述类图代码，右侧实时生成可视化类图；
点击顶部「Export」导出为PNG/JPG格式，即可用于实验提交。
五、学习总结
享元模式的核心是“复用对象、分离内外状态”，适用于需要大量重复对象的场景（如围棋、文字处理软件中的字符）；
工厂类结合单例+简单工厂，既能保证全局唯一的创建入口，又能通过缓存实现对象复用；
Mermaid类图绘制需优先使用基础语法，避免过度依赖高级特性，确保兼容性；
类图的逻辑正确性至关重要，继承（is-a）和关联（has-a）关系不能混淆。