软件开发与设计模式试题集萃编

软件开发与设计模式试题集萃编姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.下列哪种设计模式符合开闭原则？

A.单例模式

B.工厂模式

C.观察者模式

D.策略模式

2.以下哪种设计模式可以降低模块间的耦合度？

A.模板方法模式

B.责任链模式

C.命令模式

D.观察者模式

3.下列哪种设计模式适用于实现数据驱动程序？

A.模板方法模式

B.工厂方法模式

C.适配器模式

D.观察者模式

4.以下哪种设计模式适用于实现数据共享？

A.工厂模式

B.观察者模式

C.适配器模式

D.责任链模式

5.下列哪种设计模式适用于实现系统扩展性？

A.工厂模式

B.观察者模式

C.策略模式

D.模板方法模式

6.以下哪种设计模式适用于实现对象间的动态绑定？

A.工厂模式

B.观察者模式

C.适配器模式

D.责任链模式

7.下列哪种设计模式适用于实现接口转换？

A.工厂模式

B.观察者模式

C.适配器模式

D.责任链模式

8.以下哪种设计模式适用于实现代码复用？

A.工厂模式

B.观察者模式

C.适配器模式

D.责任链模式

答案及解题思路：

1.答案：D.策略模式

解题思路：开闭原则是指软件实体应对扩展开放，对修改关闭。策略模式通过定义一系列的算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以相互替换，符合开闭原则。

2.答案：D.观察者模式

解题思路：观察者模式通过对象间松耦合的方式，当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新，从而降低模块间的耦合度。

3.答案：B.工厂方法模式

解题思路：工厂方法模式通过在父类中定义接口，让子类决定实例化哪一个类。这种模式适用于实现数据驱动程序，因为它可以根据输入的数据动态地创建对象。

4.答案：B.观察者模式

解题思路：观察者模式允许多个观察者对象监听某一主题对象的状态变化，当主题对象状态发生变化时，会通知所有观察者对象。这种模式适用于实现数据共享。

5.答案：C.策略模式

解题思路：策略模式允许在运行时选择算法的行为，从而实现系统扩展性。当需要添加新的算法时，只需实现一个新的策略类即可。

6.答案：A.工厂模式

解题思路：工厂模式允许一个接口创建多个实现类，动态绑定到具体实现上，从而实现对象间的动态绑定。

7.答案：C.适配器模式

解题思路：适配器模式通过将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，从而实现接口转换。它允许原本接口不兼容的类协同工作。

8.答案：A.工厂模式

解题思路：工厂模式允许创建一个与类层次结构相符合的对象，它可以将类的实例化推迟到子类中，从而实现代码复用。二、填空题1.设计模式分为三大类：创建型模式、行为型模式和结构型模式。

2.单例模式的主要特点是保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。

3.工厂方法模式的主要特点是定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。

4.观察者模式的主要特点是对象之间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。

5.适配器模式的主要特点是使对象的接口兼容，即允许任何两个没有关联的类一起运作，它们虽然没有共同的接口，但是通过适配器可以使得它们之间相互协调工作。

6.责任链模式的主要特点是把一个请求分解为多个接收者，使一个对象在不直接知道具体接收者的前提下将请求发送给这些接收者，从而实现解耦。

7.策略模式的主要特点是定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

8.模板方法模式的主要特点是定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些步骤。

答案及解题思路：

答案：

1.结构型模式

2.保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点

3.定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类

4.对象之间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新

5.使对象的接口兼容，即允许任何两个没有关联的类一起运作，它们虽然没有共同的接口，但是通过适配器可以使得它们之间相互协调工作

6.把一个请求分解为多个接收者，使一个对象在不直接知道具体接收者的前提下将请求发送给这些接收者，从而实现解耦

7.定义一系列算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可互相替换，此模式让算法的变化独立于使用算法的客户

8.定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些步骤

解题思路内容：

1.结构型模式主要包括适配器、装饰器、桥接、组合和外观等模式，主要用于处理类或对象之间的结构关系。

2.单例模式通过类的静态方法保证类的唯一实例，并在整个应用程序中只存在一个实例。

3.工厂方法模式将对象的创建和使用分离，让子类决定实例化的对象，从而使得对象的创建更加灵活。

4.观察者模式实现了对象间的低耦合，当一个对象被修改时，它的所有依赖者对象都会收到通知，从而自动更新。

5.适配器模式使得原本不兼容的接口可以通过适配器实现相互协作，是一种对象间的桥接技术。

6.责任链模式使得多个对象都有机会处理请求，从而避免了请求发送者和接收者之间的耦合关系。

7.策略模式将算法的具体实现和算法的使用分离，使得算法可以根据不同的上下文灵活地切换。

8.模板方法模式定义了算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现，使得子类可以专注于算法的一些细节步骤。三、判断题1.设计模式可以提高代码的可读性和可维护性。（√）

解题思路：设计模式是一种在软件设计中被广泛认可和应用的解决方案，它们通常被用来解决特定的设计问题，比如单例模式可以保证一个类一个实例，这样的模式可以使代码结构清晰，易于理解，从而提高可读性和可维护性。

2.单例模式可以提高代码的复用性。（×）

解题思路：单例模式主要用于保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。虽然单例模式在某些场景下可以提高资源的共享和避免创建多个实例，但它并不直接提高代码的复用性。复用性通常指的是代码片段可以被多个地方复用，而单例模式更多关注实例的控制和生命周期。

3.工厂方法模式可以降低模块间的耦合度。（√）

解题思路：工厂方法模式通过在父类中定义接口来创建对象，但将实际对象创建工作推迟到子类中进行，这样可以减少客户端与具体类之间的依赖，从而降低模块间的耦合度。

4.观察者模式可以实现对象间的动态绑定。（√）

解题思路：观察者模式允许一个对象（观察者）观察另一个对象（主题）的状态变化。当主题对象的状态改变时，会通知所有观察者对象。这种模式可以实现对象间的动态绑定，即观察者不需要知道具体是哪些观察者会对状态变化作出反应。

5.适配器模式可以解决接口不兼容的问题。（√）

解题思路：适配器模式用于将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口。当存在接口不兼容时，适配器可以帮助这些类合作无间，通过转换接口，实现原有接口与新接口之间的适配。

6.责任链模式可以提高代码的可扩展性。（√）

解题思路：责任链模式允许将请求在多个对象中传递，这些对象都有机会处理它。通过添加新的处理者或修改处理者的行为，可以增加或修改请求处理的过程，而不必改变原有系统结构，从而提高代码的可扩展性。

7.策略模式可以实现接口转换。（×）

解题思路：策略模式允许在运行时选择算法的行为。它定义了一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互换。策略模式的主要目的是封装算法的行为，而不是进行接口转换。

8.模板方法模式可以提高代码的复用性。（√）

解题思路：模板方法模式定义了一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。这使得子类可以在不改变算法结构的情况下重新定义算法中的某些步骤，从而提高了代码的复用性。四、简答题1.简述设计模式的概念和作用。

设计模式是一种在软件设计过程中反复出现的问题的解决方案，它不仅描述了问题的环境，也描述了该问题的解决方案的结构和组成部分。

设计模式的作用包括：提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性，促进代码的模块化和解耦，使得设计更加标准化，便于团队协作和交流。

2.简述单例模式的主要特点和应用场景。

主要特点：保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。

应用场景：当系统中需要使用一个对象来协调和控制其他对象的行为，而且这个对象必须是一个全局访问点时，如数据库连接池、日志管理等。

3.简述工厂方法模式的主要特点和应用场景。

主要特点：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。

应用场景：当需要创建的对象有多个子类，且不知道具体使用哪一个子类时，如图形用户界面框架中的按钮、文本框等控件。

4.简述观察者模式的主要特点和应用场景。

主要特点：当一个对象的状态发生改变时，自动通知所有依赖于它的对象。

应用场景：如事件监听器、消息队列、文件系统监控等。

5.简述适配器模式的主要特点和应用场景。

主要特点：将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。

应用场景：如插件架构、适配不同数据库的接口等。

6.简述责任链模式的主要特点和应用场景。

主要特点：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求发送者和接收者之间的耦合关系。

应用场景：如审批流程、错误处理、命令处理等。

7.简述策略模式的主要特点和应用场景。

主要特点：定义一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互换。

应用场景：如排序算法、加密算法、支付方式等。

8.简述模板方法模式的主要特点和应用场景。

主要特点：定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。

应用场景：如软件开发流程、游戏引擎等。

答案及解题思路：

1.设计模式是一种在软件设计过程中反复出现的问题的解决方案，它不仅描述了问题的环境，也描述了该问题的解决方案的结构和组成部分。设计模式的作用包括：提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性，促进代码的模块化和解耦，使得设计更加标准化，便于团队协作和交流。

2.单例模式的主要特点是保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。应用场景包括：数据库连接池、日志管理等。

3.工厂方法模式的主要特点是定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。应用场景包括：图形用户界面框架中的按钮、文本框等控件。

4.观察者模式的主要特点是当一个对象的状态发生改变时，自动通知所有依赖于它的对象。应用场景包括：事件监听器、消息队列、文件系统监控等。

5.适配器模式的主要特点是将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使原本接口不兼容的类可以一起工作。应用场景包括：插件架构、适配不同数据库的接口等。

6.责任链模式的主要特点是使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求发送者和接收者之间的耦合关系。应用场景包括：审批流程、错误处理、命令处理等。

7.策略模式的主要特点是定义一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以互换。应用场景包括：排序算法、加密算法、支付方式等。

8.模板方法模式的主要特点是定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。应用场景包括：软件开发流程、游戏引擎等。五、应用题1.请用单例模式实现一个数据库连接管理类。

数据库连接管理类（DBConnectionManager）：

私有静态变量instance，用于存储唯一的实例。

私有构造函数，防止外部直接创建实例。

公共静态方法getInstance，用于获取唯一实例。

公共方法getConnection，用于获取数据库连接。

2.请用工厂方法模式实现一个简单的图形绘制系统。

图形绘制系统（GraphicsSystem）：

抽象图形类（Shape），定义图形的公共接口。

具体图形类（Circle,Rectangle,Triangle），实现抽象图形类。

抽象工厂类（ShapeFactory），定义创建图形对象的工厂方法。

具体工厂类（CircleFactory,RectangleFactory,TriangleFactory），实现具体图形类的创建。

3.请用观察者模式实现一个天气信息推送系统。

天气信息推送系统（WeatherNotificationSystem）：

抽象观察者（Observer），定义观察者接口。

具体观察者（WeatherStation,User），实现观察者接口。

抽象主题（Subject），定义主题接口，包含注册、注销、通知观察者的方法。

具体主题（WeatherStation），实现主题接口，存储观察者列表，并处理观察者注册、注销和通知。

4.请用适配器模式实现一个不同数据库的查询接口统一处理。

数据库查询接口（DatabaseQuery）：

抽象数据库适配器（DatabaseAdapter），定义适配器接口。

具体数据库适配器（MySQLAdapter,OracleAdapter），实现适配器接口，对应不同数据库的查询方法。

查询处理类（QueryProcessor），使用适配器模式统一处理不同数据库的查询接口。

5.请用责任链模式实现一个审批流程管理系统。

审批流程管理系统（ApprovalProcessSystem）：

抽象处理者（Handler），定义处理者接口。

具体处理者（Manager,Director,CEO），实现处理者接口，包含处理请求和传递请求的方法。

审批流程（ApprovalFlow），根据处理者顺序，传递请求至相应处理者。

6.请用策略模式实现一个购物车系统，支持不同支付方式。

购物车系统（ShoppingCartSystem）：

抽象支付策略（PaymentStrategy），定义支付策略接口。

具体支付策略（CreditCardStrategy,AlipayStrategy,WeChatPayStrategy），实现支付策略接口。

购物车类（ShoppingCart），根据不同支付策略处理支付操作。

7.请用模板方法模式实现一个简单的游戏引擎。

游戏引擎（GameEngine）：

抽象游戏（Game），定义游戏的基本流程。

具体游戏（PlatformGame,RPGGame），实现游戏的基本流程。

游戏引擎类（GameEngine），定义游戏的模板方法，实现游戏初始化、运行、结束等过程。

8.请用设计模式实现一个图书管理系统。

图书管理系统（LibraryManagementSystem）：

抽象图书（Book），定义图书的公共接口。

具体图书（Paperback,Hardcover,eBook），实现抽象图书接口。

管理系统类（LibraryManagementSystem），使用设计模式实现图书的增删改查、借阅等功能。

答案及解题思路：

1.答案：单例模式通过保证一个实例存在，并提供一个全局访问点来访问这个实例，实现资源的有效管理。解题思路：创建私有静态变量存储实例，私有构造函数防止外部创建实例，公共静态方法getInstance