请就可乐商城这一课题编写设计模式课程设计书

1. 需求分析

可乐商城需要一个系统来管理商品、订单、支付等业务。系统需要支持用户注册、登录、浏览商品、下单、支付等功能。在系统设计中，需要考虑到系统的可扩展性和灵活性。

2. 总体设计思路

本系统采用前后端分离的架构，前端使用Vue.js框架，后端使用SpringBoot框架。前后端通过RESTful API进行通信。系统中使用了以下设计模式：

- 工厂方法模式：用于创建用户、商品、订单等对象。
- 单例模式：用于确保系统中只存在一个购物车对象。
- 观察者模式：用于实现订单支付状态的更新。
- 策略模式：用于实现不同的支付方式。

3. 类图设计


4. 工厂方法模式

工厂方法模式是一种创建型设计模式，它提供了一种将对象的创建委托给子类的方式，从而解决了对象创建的问题。在本系统中，我们使用工厂方法模式来创建用户、商品、订单等对象。

- 抽象产品类：Product

public abstract class Product {
    // 商品名称
    protected String name;
    // 商品价格
    protected double price;
    // 商品描述
    protected String description;

    // 获取商品名称
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 获取商品价格
    public double getPrice() {
        return price;
    }

    // 获取商品描述
    public String getDescription() {
        return description;
    }
}

- 具体产品类：User、Goods、Order

public class User extends Product {
    // 用户名
    private String username;
    // 密码
    private String password;
    // 地址
    private String address;

    // 构造函数
    public User(String name, double price, String description, String username, String password, String address) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.description = description;
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.address = address;
    }

    // 获取用户名
    public String getUsername() {
        return username;
    }

    // 获取密码
    public String getPassword() {
        return password;
    }

    // 获取地址
    public String getAddress() {
        return address;
    }
}

public class Goods extends Product {
    // 商品编号
    private int id;

    // 构造函数
    public Goods(String name, double price, String description, int id) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.description = description;
        this.id = id;
    }

    // 获取商品编号
    public int getId() {
        return id;
    }
}

public class Order extends Product {
    // 订单编号
    private int id;
    // 商品列表
    private List<Product> products;

    // 构造函数
    public Order(String name, double price, String description, int id, List<Product> products) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.description = description;
        this.id = id;
        this.products = products;
    }

    // 获取订单编号
    public int getId() {
        return id;
    }

    // 获取商品列表
    public List<Product> getProducts() {
        return products;
    }
}

- 抽象工厂类：Factory

public abstract class Factory {
    // 创建用户
    public abstract User createUser(String name, double price, String description, String username, String password, String address);
    // 创建商品
    public abstract Goods createGoods(String name, double price, String description, int id);
    // 创建订单
    public abstract Order createOrder(String name, double price, String description, int id, List<Product> products);
}

- 具体工厂类：UserFactory、GoodsFactory、OrderFactory

public class UserFactory extends Factory {
    // 创建用户
    @Override
    public User createUser(String name, double price, String description, String username, String password, String address) {
        return new User(name, price, description, username, password, address);
    }

    // 创建商品
    @Override
    public Goods createGoods(String name, double price, String description, int id) {
        return null;
    }

    // 创建订单
    @Override
    public Order createOrder(String name, double price, String description, int id, List<Product> products) {
        return null;
    }
}

public class GoodsFactory extends Factory {
    // 创建用户
    @Override
    public User createUser(String name, double price, String description, String username, String password, String address) {
        return null;
    }

    // 创建商品
    @Override
    public Goods createGoods(String name, double price, String description, int id) {
        return new Goods(name, price, description, id);
    }

    // 创建订单
    @Override
    public Order createOrder(String name, double price, String description, int id, List<Product> products) {
        return null;
    }
}

public class OrderFactory extends Factory {
    // 创建用户
    @Override
    public User createUser(String name, double price, String description, String username, String password, String address) {
        return null;
    }

    // 创建商品
    @Override
    public Goods createGoods(String name, double price, String description, int id) {
        return null;
    }

    // 创建订单
    @Override
    public Order createOrder(String name, double price, String description, int id, List<Product> products) {
        return new Order(name, price, description, id, products);
    }
}

5. 单例模式

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供了访问该实例的全局方式。在本系统中，我们使用单例模式来确保系统中只存在一个购物车对象。

- 单例类：Cart

public class Cart {
    // 购物车实例
    private static Cart cart;

    // 私有构造函数
    private Cart() {}

    // 获取购物车实例
    public static Cart getInstance() {
        if (cart == null) {
            cart = new Cart();
        }
        return cart;
    }

    // 添加商品到购物车
    public void addProduct(Product product) {
        // TODO: 添加商品到购物车
    }

    // 从购物车删除商品
    public void removeProduct(Product product) {
        // TODO: 从购物车删除商品
    }

    // 获取购物车中的商品列表
    public List<Product> getProducts() {
        // TODO: 获取购物车中的商品列表
        return null;
    }
}

6. 观察者模式

观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系，使得当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并自动更新。在本系统中，我们使用观察者模式来实现订单支付状态的更新。

- 抽象观察者类：Observer

public interface Observer {
    // 更新订单支付状态
    void update(boolean paid);
}

- 具体观察者类：User

public class User implements Observer {
    // 用户名
    private String username;

    // 构造函数
    public User(String username) {
        this.username = username;
    }

    // 更新订单支付状态
    @Override
    public void update(boolean paid) {
        // TODO: 更新订单支付状态
    }
}

- 抽象主题类：Subject

public interface Subject {
    // 添加观察者
    void attach(Observer observer);
    // 删除观察者
    void detach(Observer observer);
    // 通知观察者
    void notify(boolean paid);
}

- 具体主题类：Order

public class Order implements Subject {
    // 订单编号
    private int id;
    // 商品列表
    private List<Product> products;
    // 观察者列表
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    // 构造函数
    public Order(int id, List<Product> products) {
        this.id = id;
        this.products = products;
    }

    // 添加观察者
    @Override
    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    // 删除观察者
    @Override
    public void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    // 通知观察者
    @Override
    public void notify(boolean paid) {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(paid);
        }
    }

    // 支付订单
    public void pay(String paymentMethod) {
        // TODO: 支付订单
        notify(true);
    }
}

7. 策略模式

策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，并使它们之间可以互换。在本系统中，我们使用策略模式来实现不同的支付方式。

- 抽象策略类：PaymentMethod

public interface PaymentMethod {
    // 支付订单
    void pay(Order order);
}

- 具体策略类：Alipay、WechatPay

public class Alipay implements PaymentMethod {
    // 支付订单
    @Override
    public void pay(Order order) {
        // TODO: 使用支付宝支付订单
    }
}

public class WechatPay implements PaymentMethod {
    // 支付订单
    @Override
    public void pay(Order order) {
        // TODO: 使用微信支付订单
    }
}

- 策略上下文类：PaymentContext

public class PaymentContext {
    // 支付方式
    private PaymentMethod paymentMethod;

    // 设置支付方式
    public void setPaymentMethod(PaymentMethod paymentMethod) {
        this.paymentMethod = paymentMethod;
    }

    // 支付订单
    public void pay(Order order) {
        paymentMethod.pay(order);
    }
}

8. 总结

本系统采用前后端分离的架构，前端使用Vue.js框架，后端使用SpringBoot框架。前后端通过RESTful API进行通信。系统中使用了工厂方法模式、单例模式、观察者模式、策略模式等多种设计模式，从而提高了系统的可扩展性和灵活性。通过本系统的设计与实现，我们可以更好地理解和应用设计模式，提高软件开发的效率和质量。