软件开发设计模式案例题

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.设计模式的主要目的是什么？

a)提高代码的可读性

b)提高代码的可重用性

c)提高代码的封装性

d)以上都是

2.单例模式适用于哪种场景？

a)系统中需要频繁创建对象

b)系统中需要一个全局访问点

c)系统中需要大量对象进行操作

d)系统中对象的创建过程复杂

3.适配器模式的作用是什么？

a)允许两个不兼容的接口协同工作

b)降低模块之间的耦合度

c)实现接口的重构

d)以上都是

4.模板方法模式的核心是什么？

a)抽象类定义算法骨架

b)具体子类实现算法细节

c)算法步骤的抽象化

d)以上都是

5.观察者模式中，当被观察者发生变化时，观察者会？

a)自动更新自己的状态

b)被主动通知更新

c)忽略变化

d)重新初始化自己的状态

6.命令模式的特点是什么？

a)将请求封装成对象，便于传递和储存

b)降低模块间的耦合度

c)提供一种新的操作执行方式

d)以上都是

7.工厂方法模式中，工厂类的主要职责是什么？

a)创建对象实例

b)调用对象的构造函数

c)返回创建的对象

d)以上都是

8.组合模式适用于哪种场景？

a)树形结构的数据处理

b)对象之间有层次关系

c)对象之间需要进行组合操作

d)以上都是

答案及解题思路：

1.答案：d)以上都是

解题思路：设计模式旨在解决软件设计中经常出现的问题，提高代码的可读性、可重用性和封装性都是设计模式的目标。

2.答案：b)系统中需要一个全局访问点

解题思路：单例模式保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点，常用于需要全局配置信息的场景。

3.答案：d)以上都是

解题思路：适配器模式可以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协同工作，同时降低耦合度和实现接口重构。

4.答案：d)以上都是

解题思路：模板方法模式定义了一个算法的骨架，具体子类实现算法细节，使得算法步骤得以抽象化，提高代码复用性。

5.答案：b)被主动通知更新

解题思路：观察者模式中，被观察者（Subject）的变化会主动通知观察者（Observer），触发观察者的更新。

6.答案：d)以上都是

解题思路：命令模式将请求封装成对象，便于传递和储存，同时降低模块间的耦合度，提供了一种新的操作执行方式。

7.答案：d)以上都是

解题思路：工厂方法模式中，工厂类负责创建对象实例，调用对象的构造函数，并返回创建的对象，实现了对象的创建与使用分离。

8.答案：d)以上都是

解题思路：组合模式适用于树形结构的数据处理，处理对象之间有层次关系，以及需要对象之间进行组合操作的场景。二、填空题1.单例模式中，保证全局一个实例的常用方法有懒汉式单例、饿汉式单例和双重校验锁单例。

2.适配器模式中的两个主要角色是适配器（Adapter）和目标接口（Target）。

3.模板方法模式中，定义算法骨架的类是抽象类（AbstractClass）。

4.观察者模式中，被观察者发生变化时，会通过主题（Subject）通知观察者。

5.命令模式中的核心角色是命令（Command），它封装了请求调用和对象操作。

6.工厂方法模式中，创建对象实例的方法是工厂类（Factory）。

7.组合模式中，将对象组合成树形结构的方法是组合（Composite）。

答案及解题思路：

1.答案：懒汉式单例、饿汉式单例和双重校验锁单例

解题思路：单例模式是一种常用的设计模式，其主要目的是保证一个类一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。懒汉式单例是在第一次使用时才创建实例，饿汉式单例是在类加载时立即创建实例，双重校验锁单例结合了懒汉式和同步方法的优点，提供了更好的功能。

2.答案：适配器（Adapter）和目标接口（Target）

解题思路：适配器模式是一种结构型设计模式，主要目的是使原本接口不兼容的类可以一起工作。适配器将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本接口不兼容的类可以一起工作。

3.答案：抽象类（AbstractClass）

解题思路：模板方法模式是一种行为型设计模式，主要目的是定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。抽象类定义了一个算法的骨架，并可以定义一些默认行为。

4.答案：主题（Subject）

解题思路：观察者模式是一种行为型设计模式，主要目的是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。主题负责存储对象列表，并通知它们对象状态的变化。

5.答案：命令（Command）

解题思路：命令模式是一种行为型设计模式，主要目的是将请求封装成一个对象，从而让你使用不同的请求、队列或日志请求来参数化其他对象。命令对象包含执行请求的方法，可以存储请求的相关信息。

6.答案：工厂类（Factory）

解题思路：工厂方法模式是一种创建型设计模式，主要目的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。工厂类用于创建对象实例的方法。

7.答案：组合（Composite）

解题思路：组合模式是一种结构型设计模式，主要目的是将对象组合成树形结构以表示“部分整体”的层次结构。组合模式使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。三、判断题1.设计模式可以提高代码的可维护性。（√）

解题思路：设计模式是一套被反复使用、多数人知晓、经过分类编目的、代码设计经验的总结。遵循设计模式可以使得代码更加模块化、结构化，易于理解和维护。

2.单例模式可以降低内存消耗。（√）

解题思路：单例模式保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。这样做可以避免创建多个实例，从而降低内存消耗。

3.适配器模式可以提高代码的可扩展性。（√）

解题思路：适配器模式可以将一个类的接口转换成客户期望的另一个接口，使得原本接口不兼容的类可以一起工作。这种转换使得系统更加灵活，易于扩展。

4.模板方法模式可以减少子类的继承关系。（×）

解题思路：模板方法模式定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中。这样做可以减少子类的继承关系，但并不是“减少”，而是优化了继承关系。

5.观察者模式可以提高系统的响应速度。（×）

解题思路：观察者模式定义了对象间的一种一对多的依赖关系，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。虽然观察者模式可以提高系统的响应性，但并不直接提高响应速度。

6.命令模式可以降低模块间的耦合度。（√）

解题思路：命令模式将请求封装为一个对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或日志来参数化其他对象。这样做可以降低模块间的耦合度，使得模块更加独立。

7.工厂方法模式可以减少子类的创建过程。（×）

解题思路：工厂方法模式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。虽然这种模式可以减少创建对象的代码量，但并不是减少子类的创建过程。

8.组合模式可以提高代码的可重用性。（√）

解题思路：组合模式允许将对象组合成树形结构以表示部分整体的层次结构。这种模式提高了代码的可重用性，因为组件可以独立于容器进行使用。四、简答题1.简述单例模式的作用及适用场景。

解答：

单例模式保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。其作用主要体现在以下几个方面：

避免创建多个实例，节省内存。

提供全局访问点，便于管理。

避免频繁创建和销毁实例，提高功能。

适用场景：

系统中只需要有一个实例，如数据库连接池、日志管理器等。

需要全局访问控制，如配置文件读取器。

系统中某个类负责创建另一个类的实例，而这个类又只允许有一个实例。

2.简述适配器模式的基本原理及优缺点。

解答：

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，使原本接口不兼容的类可以一起工作。其基本原理

创建一个适配器类，实现客户期望的接口。

适配器类内部持有一个需要适配的类的实例。

将客户请求转换为对适配器内部实例的调用。

优点：

提高类的复用性。

实现了对象之间的解耦，提高了系统的灵活性。

缺点：

增加了系统的复杂性。

适配器类的创建可能会增加系统的开销。

3.简述模板方法模式在软件开发中的应用。

解答：

模板方法模式定义一个算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。其应用主要体现在以下几个方面：

实现代码复用。

提高代码的可维护性。

避免代码重复。

在软件开发中的应用案例：

Java中的JDBC模板。

模板引擎，如FreeMarker和Thymeleaf。

4.简述观察者模式与发布订阅模式的区别。

解答：

观察者模式和发布订阅模式都是实现对象之间解耦的设计模式。它们的区别

观察者模式中，观察者对象直接订阅目标对象的特定事件，并响应事件。

发布订阅模式中，发布者和订阅者之间通过事件总线进行通信，发布者发布事件，订阅者订阅事件。

5.简述命令模式在实际开发中的应用场景。

解答：

命令模式将请求封装为一个对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或日志请求来参数化其他对象。在实际开发中的应用场景包括：

用户界面，如按钮事件。

系统中的日志记录。

复杂的操作，如数据库操作、文件操作等。

答案及解题思路：

1.答案：

单例模式的作用：保证一个类一个实例，并提供一个全局访问点。

适用场景：系统中只需要有一个实例，如数据库连接池、日志管理器等。

解题思路：理解单例模式的基本概念，分析其作用和适用场景。

2.答案：

适配器模式的基本原理：创建一个适配器类，实现客户期望的接口，并持有一个需要适配的类的实例。

优点：提高类的复用性，实现对象之间的解耦。

缺点：增加系统的复杂性，增加系统开销。

解题思路：理解适配器模式的基本原理，分析其优缺点。

3.答案：

模板方法模式在软件开发中的应用：实现代码复用，提高代码的可维护性，避免代码重复。

应用案例：Java中的JDBC模板，模板引擎。

解题思路：理解模板方法模式的基本概念，分析其在软件开发中的应用。

4.答案：

观察者模式与发布订阅模式的区别：观察者模式中，观察者对象直接订阅目标对象的特定事件；发布订阅模式中，发布者和订阅者之间通过事件总线进行通信。

解题思路：理解观察者模式和发布订阅模式的基本概念，分析它们的区别。

5.答案：

命令模式在实际开发中的应用场景：用户界面，如按钮事件；系统中的日志记录；复杂的操作，如数据库操作、文件操作等。

解题思路：理解命令模式的基本概念，分析其在实际开发中的应用场景。五、应用题1.请根据单例模式设计一个数据库连接工具类。

题目内容：

设计一个数据库连接工具类，要求该类只能有一个实例，并提供一个全局访问点。该类应具有连接数据库的方法，并在断开连接时释放资源。

2.请使用适配器模式设计一个手机充电器适配器。

题目内容：

现有市面上的手机充电器规格不统一，设计一个适配器类，使得不同规格的手机充电器可以在同一充电插座上使用。

3.请使用模板方法模式设计一个计算器类，支持加、减、乘、除四种运算。

题目内容：

设计一个计算器类，其中包含加、减、乘、除四种基本运算的模板方法，子类可以继承并实现具体的运算逻辑。

4.请使用观察者模式设计一个文件监听器，当文件发生变化时，打印出文件内容。

题目内容：

设计一个文件监听器，当用户对文件进行读取、写入或删除操作时，监听器能够捕捉到这些事件，并打印出文件的内容。

5.请使用命令模式设计一个远程控制器的例子，控制电视机的开关机、音量等功能。

题目内容：

设计一个远程控制器，它能够发送命令到电视机，控制其开关机、音量调整等功能。要求每个功能（如开关机、调节音量）都对应一个命令。

答案及解题思路：

1.答案：

保证一个类实例，通过静态变量存储实例，并保证构造函数是私有的。

提供一个公共的静态方法，用于返回唯一的实例。

实现数据库连接和释放资源的逻辑。

解题思路：

通过静态变量和私有构造函数保证单例的存在。

提供一个静态方法来获取实例。

实现数据库连接的具体逻辑。

2.答案：

创建一个适配器类，它实现了目标接口。

适配器内部持有一个适配者类的引用，适配者类实现了具体接口。

解题思路：

确定目标接口和适配者接口。

创建适配器类，使其实现目标接口，并在内部使用适配者接口。

3.答案：

设计一个抽象类，包含模板方法和具体方法。

具体方法由子类实现，模板方