2025年软件设计师专业考试模拟试卷十九：软件设计中的可维护性与可扩展性

2025年软件设计师专业考试模拟试卷十九：软件设计中的可维护性与可扩展性考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.在软件设计过程中，以下哪个原则强调模块之间的低耦合度？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则2.在面向对象设计中，以下哪个概念描述了类的继承关系？A.继承B.实现C.聚合D.组合3.在软件设计中，以下哪个原则描述了类应该尽可能少地依赖于其他类？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则4.在软件设计中，以下哪个概念描述了模块之间的接口？A.类B.对象C.接口D.方法5.在软件设计中，以下哪个原则强调模块应该具有高内聚度？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则6.在软件设计中，以下哪个原则描述了模块应该具有高内聚度？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则7.在软件设计中，以下哪个概念描述了类的职责？A.单一职责B.开放封闭C.里氏替换D.依赖倒置8.在软件设计中，以下哪个原则强调模块应该尽可能少地依赖于其他模块？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则9.在软件设计中，以下哪个概念描述了类的封装？A.类B.对象C.接口D.方法10.在软件设计中，以下哪个原则描述了模块应该具有高内聚度？A.单一职责原则B.开放封闭原则C.里氏替换原则D.依赖倒置原则二、简答题（每题5分，共25分）1.简述软件设计中的可维护性的重要性。2.简述软件设计中的可扩展性的重要性。3.简述面向对象设计中的单一职责原则。4.简述面向对象设计中的开闭原则。5.简述面向对象设计中的里氏替换原则。三、论述题（共15分）1.论述软件设计中的可维护性与可扩展性的关系。四、编程题（每题10分，共20分）要求：根据以下要求，完成相应的代码。1.设计一个简单的面向对象的学生管理系统，包含学生类（Student）和课程类（Course）。学生类应包含姓名、年龄、性别和成绩等属性，以及相应的构造函数和获取属性的方法。课程类应包含课程名称和学分等属性，以及相应的构造函数和获取属性的方法。实现一个功能，允许用户添加学生信息，并为每个学生添加课程信息。```javapublicclassStudent{privateStringname;privateintage;privateStringgender;privateList<Course>courses;publicStudent(Stringname,intage,Stringgender){=name;this.age=age;this.gender=gender;this.courses=newArrayList<>();}//获取属性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetAge(){returnage;}publicStringgetGender(){returngender;}publicList<Course>getCourses(){returncourses;}//添加课程的方法publicvoidaddCourse(Coursecourse){courses.add(course);}}publicclassCourse{privateStringname;privateintcredits;publicCourse(Stringname,intcredits){=name;this.credits=credits;}//获取属性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetCredits(){returncredits;}}```2.编写一个方法，用于计算学生的平均成绩。假设学生的成绩存储在一个整型数组中，该方法应返回平均成绩。```javapublicstaticdoublecalculateAverage(int[]grades){intsum=0;for(intgrade:grades){sum+=grade;}return(double)sum/grades.length;}```五、阅读理解题（每题5分，共15分）要求：阅读以下文章，回答问题。文章摘录："在软件设计中，可维护性和可扩展性是两个至关重要的概念。可维护性是指软件在修改和更新时保持稳定性和可靠性的能力。可扩展性是指软件能够适应未来需求变化的能力。为了提高软件的可维护性和可扩展性，设计者需要遵循一系列设计原则和最佳实践。以下是一些关键的设计原则："问题：1.根据文章，什么是可维护性？2.根据文章，什么是可扩展性？3.根据文章，提高软件可维护性和可扩展性的关键是什么？六、案例分析题（共10分）要求：阅读以下案例，回答问题。案例："某公司开发了一个企业资源规划（ERP）系统，该系统主要用于管理公司的财务、人力资源、库存等信息。在系统开发过程中，设计者采用了模块化设计方法，将系统划分为多个模块，如财务模块、人力资源模块、库存模块等。每个模块都具有独立的功能和接口。然而，在系统上线后不久，公司发现系统存在一些性能瓶颈和扩展性问题。为了解决这些问题，设计者决定对系统进行重构。"问题：1.案例中提到的ERP系统采用了什么设计方法？2.案例中提到的系统存在哪些性能瓶颈和扩展性问题？3.设计者如何通过重构来解决这些问题？本次试卷答案如下：一、选择题（每题2分，共20分）1.答案：D解析：依赖倒置原则（DIP）强调高层模块不应该依赖于低层模块，两者都应该依赖于抽象。这样可以保证软件的稳定性和可维护性。2.答案：A解析：继承（A）是面向对象设计中描述类之间继承关系的关键概念，子类继承父类的属性和方法。3.答案：D解析：依赖倒置原则（DIP）强调模块之间应该依赖于抽象，而不是具体实现，这样可以提高模块的灵活性和可扩展性。4.答案：C解析：接口（C）描述了模块之间的交互，它定义了模块之间可以通信的方法和属性。5.答案：A解析：单一职责原则（SRP）强调一个模块应该只有一个改变的理由，这样可以提高模块的内聚度和可维护性。6.答案：A解析：单一职责原则（SRP）强调一个模块应该只有一个改变的理由，这样可以提高模块的内聚度和可维护性。7.答案：A解析：单一职责（A）描述了类的职责，即一个类应该只负责一项功能。8.答案：D解析：依赖倒置原则（DIP）强调模块之间应该依赖于抽象，这样可以提高模块的灵活性和可扩展性。9.答案：C解析：接口（C）描述了类的封装，它定义了类的外部行为。10.答案：A解析：单一职责原则（SRP）强调一个模块应该只有一个改变的理由，这样可以提高模块的内聚度和可维护性。二、简答题（每题5分，共25分）1.答案：可维护性是指软件在修改和更新时保持稳定性和可靠性的能力。它的重要性体现在以下几个方面：-减少维护成本：可维护性好的软件可以降低维护成本，因为修改和更新操作更加容易和快速。-提高开发效率：可维护性好的软件可以减少开发时间，因为开发者可以更快地理解和修改代码。-增强软件的生命周期：可维护性好的软件可以延长其生命周期，因为可以更容易地进行升级和扩展。2.答案：可扩展性是指软件能够适应未来需求变化的能力。它的重要性体现在以下几个方面：-适应业务需求变化：可扩展性好的软件可以适应业务需求的变化，从而满足不断增长的用户需求。-减少重写成本：可扩展性好的软件可以减少重写成本，因为可以更容易地添加新功能或修改现有功能。-提高软件的市场竞争力：可扩展性好的软件可以提高软件的市场竞争力，因为可以更快地适应市场变化。3.答案：单一职责原则（SRP）强调一个类应该只有一个改变的理由。这意味着一个类应该只负责一个功能或一组功能，而不是多个不相关的功能。遵循SRP原则可以带来以下好处：-提高代码的可读性和可维护性：单一职责的类更容易理解和维护。-减少代码耦合度：单一职责的类之间耦合度较低，便于修改和扩展。-提高代码的重用性：单一职责的类可以更容易地被重用于其他项目中。4.答案：开放封闭原则（OCP）强调软件实体（如类、模块和函数）应该对扩展开放，对修改封闭。这意味着实体应该能够在不修改现有代码的情况下添加新功能。遵循OCP原则可以带来以下好处：-提高代码的可扩展性：遵循OCP原则可以更容易地添加新功能。-减少维护成本：遵循OCP原则可以减少因修改现有代码而带来的维护成本。-提高代码的可维护性：遵循OCP原则可以减少代码的复杂性，从而提高可维护性。5.答案：里氏替换原则（LSP）强调子类可以替换基类对象而不影响程序的其他部分。这意味着子类应该能够继承基类的所有特性，并且可以以基类对象的方式使用。遵循LSP原则可以带来以下好处：-提高代码的可扩展性：遵循LSP原则可以更容易地添加新类，而不影响现有代码。-提高代码的可维护性：遵循LSP原则可以减少代码的复杂性，从而提高可维护性。-提高代码的可测试性：遵循LSP原则可以更容易地编写单元测试。三、论述题（共15分）1.答案：可维护性和可扩展性是相互关联的。可维护性是指软件在修改和更新时保持稳定性和可靠性的能力，而可扩展性是指软件能够适应未来需求变化的能力。两者之间的关系如下：-可维护性是可扩展性的基础：只有当软件具有良好的可维护性时，才能更容易地进行扩展。-可扩展性有助于提高可维护性：通过设计可扩展的软件，可以减少对现有代码的修改，从而提高可维护性。-可维护性和可扩展性相互促进：遵循良好的设计原则和最佳实践，可以提高软件的可维护性和可扩展性。四、编程题（每题10分，共20分）1.答案：```javapublicclassStudent{privateStringname;privateintage;privateStringgender;privateList<Course>courses;publicStudent(Stringname,intage,Stringgender){=name;this.age=age;this.gender=gender;this.courses=newArrayList<>();}//获取属性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetAge(){returnage;}publicStringgetGender(){returngender;}publicList<Course>getCourses(){returncourses;}//添加课程的方法publicvoidaddCourse(Coursecourse){courses.add(course);}}publicclassCourse{privateStringname;privateintcredits;publicCourse(Stringname,intcredits){=name;this.credits=credits;}//获取属性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetCredits(){returncredits;}}```2.答案：```javapublicstaticdoublecalculateAverage(int[]grades){intsum=0;for(intgra