軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)模式試題集萃編

軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)模式試題集萃編姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號(hào)______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請(qǐng)首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號(hào)和地址名稱。2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.下列哪種設(shè)計(jì)模式符合開閉原則？

A.單例模式

B.工廠模式

C.觀察者模式

D.策略模式

2.以下哪種設(shè)計(jì)模式可以降低模塊間的耦合度？

A.模板方法模式

B.責(zé)任鏈模式

C.命令模式

D.觀察者模式

3.下列哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序？

A.模板方法模式

B.工廠方法模式

C.適配器模式

D.觀察者模式

4.以下哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享？

A.工廠模式

B.觀察者模式

C.適配器模式

D.責(zé)任鏈模式

5.下列哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展性？

A.工廠模式

B.觀察者模式

C.策略模式

D.模板方法模式

6.以下哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的動(dòng)態(tài)綁定？

A.工廠模式

B.觀察者模式

C.適配器模式

D.責(zé)任鏈模式

7.下列哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換？

A.工廠模式

B.觀察者模式

C.適配器模式

D.責(zé)任鏈模式

8.以下哪種設(shè)計(jì)模式適用于實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用？

A.工廠模式

B.觀察者模式

C.適配器模式

D.責(zé)任鏈模式

答案及解題思路：

1.答案：D.策略模式

解題思路：開閉原則是指軟件實(shí)體應(yīng)對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。策略模式通過定義一系列的算法，將每一個(gè)算法封裝起來，并使它們可以相互替換，符合開閉原則。

2.答案：D.觀察者模式

解題思路：觀察者模式通過對(duì)象間松耦合的方式，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新，從而降低模塊間的耦合度。

3.答案：B.工廠方法模式

解題思路：工廠方法模式通過在父類中定義接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。這種模式適用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序，因?yàn)樗梢愿鶕?jù)輸入的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建對(duì)象。

4.答案：B.觀察者模式

解題思路：觀察者模式允許多個(gè)觀察者對(duì)象監(jiān)聽某一主題對(duì)象的狀態(tài)變化，當(dāng)主題對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)通知所有觀察者對(duì)象。這種模式適用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

5.答案：C.策略模式

解題思路：策略模式允許在運(yùn)行時(shí)選擇算法的行為，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展性。當(dāng)需要添加新的算法時(shí)，只需實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的策略類即可。

6.答案：A.工廠模式

解題思路：工廠模式允許一個(gè)接口創(chuàng)建多個(gè)實(shí)現(xiàn)類，動(dòng)態(tài)綁定到具體實(shí)現(xiàn)上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的動(dòng)態(tài)綁定。

7.答案：C.適配器模式

解題思路：適配器模式通過將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口，從而實(shí)現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換。它允許原本接口不兼容的類協(xié)同工作。

8.答案：A.工廠模式

解題思路：工廠模式允許創(chuàng)建一個(gè)與類層次結(jié)構(gòu)相符合的對(duì)象，它可以將類的實(shí)例化推遲到子類中，從而實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用。二、填空題1.設(shè)計(jì)模式分為三大類：創(chuàng)建型模式、行為型模式和結(jié)構(gòu)型模式。

2.單例模式的主要特點(diǎn)是保證一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。

3.工廠方法模式的主要特點(diǎn)是定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。

4.觀察者模式的主要特點(diǎn)是對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象改變狀態(tài)時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新。

5.適配器模式的主要特點(diǎn)是使對(duì)象的接口兼容，即允許任何兩個(gè)沒有關(guān)聯(lián)的類一起運(yùn)作，它們雖然沒有共同的接口，但是通過適配器可以使得它們之間相互協(xié)調(diào)工作。

6.責(zé)任鏈模式的主要特點(diǎn)是把一個(gè)請(qǐng)求分解為多個(gè)接收者，使一個(gè)對(duì)象在不直接知道具體接收者的前提下將請(qǐng)求發(fā)送給這些接收者，從而實(shí)現(xiàn)解耦。

7.策略模式的主要特點(diǎn)是定義一系列算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可互相替換，此模式讓算法的變化獨(dú)立于使用算法的客戶。

8.模板方法模式的主要特點(diǎn)是定義一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中，使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些步驟。

答案及解題思路：

答案：

1.結(jié)構(gòu)型模式

2.保證一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)

3.定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪個(gè)類

4.對(duì)象之間的一對(duì)多依賴關(guān)系，當(dāng)一個(gè)對(duì)象改變狀態(tài)時(shí)，所有依賴于它的對(duì)象都會(huì)得到通知并自動(dòng)更新

5.使對(duì)象的接口兼容，即允許任何兩個(gè)沒有關(guān)聯(lián)的類一起運(yùn)作，它們雖然沒有共同的接口，但是通過適配器可以使得它們之間相互協(xié)調(diào)工作

6.把一個(gè)請(qǐng)求分解為多個(gè)接收者，使一個(gè)對(duì)象在不直接知道具體接收者的前提下將請(qǐng)求發(fā)送給這些接收者，從而實(shí)現(xiàn)解耦

7.定義一系列算法，把它們一個(gè)個(gè)封裝起來，并且使它們可互相替換，此模式讓算法的變化獨(dú)立于使用算法的客戶

8.定義一個(gè)操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中，使得子類可以不改變一個(gè)算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些步驟

解題思路內(nèi)容：

1.結(jié)構(gòu)型模式主要包括適配器、裝飾器、橋接、組合和外觀等模式，主要用于處理類或?qū)ο笾g的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

2.單例模式通過類的靜態(tài)方法保證類的唯一實(shí)例，并在整個(gè)應(yīng)用程序中只存在一個(gè)實(shí)例。

3.工廠方法模式將對(duì)象的創(chuàng)建和使用分離，讓子類決定實(shí)例化的對(duì)象，從而使得對(duì)象的創(chuàng)建更加靈活。

4.觀察者模式實(shí)現(xiàn)了對(duì)象間的低耦合，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被修改時(shí)，它的所有依賴者對(duì)象都會(huì)收到通知，從而自動(dòng)更新。

5.適配器模式使得原本不兼容的接口可以通過適配器實(shí)現(xiàn)相互協(xié)作，是一種對(duì)象間的橋接技術(shù)。

6.責(zé)任鏈模式使得多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免了請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。

7.策略模式將算法的具體實(shí)現(xiàn)和算法的使用分離，使得算法可以根據(jù)不同的上下文靈活地切換。

8.模板方法模式定義了算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)，使得子類可以專注于算法的一些細(xì)節(jié)步驟。三、判斷題1.設(shè)計(jì)模式可以提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。（√）

解題思路：設(shè)計(jì)模式是一種在軟件設(shè)計(jì)中被廣泛認(rèn)可和應(yīng)用的解決方案，它們通常被用來解決特定的設(shè)計(jì)問題，比如單例模式可以保證一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，這樣的模式可以使代碼結(jié)構(gòu)清晰，易于理解，從而提高可讀性和可維護(hù)性。

2.單例模式可以提高代碼的復(fù)用性。（×）

解題思路：?jiǎn)卫Ｊ街饕糜诒ＷC一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。雖然單例模式在某些場(chǎng)景下可以提高資源的共享和避免創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例，但它并不直接提高代碼的復(fù)用性。復(fù)用性通常指的是代碼片段可以被多個(gè)地方復(fù)用，而單例模式更多關(guān)注實(shí)例的控制和生命周期。

3.工廠方法模式可以降低模塊間的耦合度。（√）

解題思路：工廠方法模式通過在父類中定義接口來創(chuàng)建對(duì)象，但將實(shí)際對(duì)象創(chuàng)建工作推遲到子類中進(jìn)行，這樣可以減少客戶端與具體類之間的依賴，從而降低模塊間的耦合度。

4.觀察者模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的動(dòng)態(tài)綁定。（√）

解題思路：觀察者模式允許一個(gè)對(duì)象（觀察者）觀察另一個(gè)對(duì)象（主題）的狀態(tài)變化。當(dāng)主題對(duì)象的狀態(tài)改變時(shí)，會(huì)通知所有觀察者對(duì)象。這種模式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象間的動(dòng)態(tài)綁定，即觀察者不需要知道具體是哪些觀察者會(huì)對(duì)狀態(tài)變化作出反應(yīng)。

5.適配器模式可以解決接口不兼容的問題。（√）

解題思路：適配器模式用于將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口。當(dāng)存在接口不兼容時(shí)，適配器可以幫助這些類合作無間，通過轉(zhuǎn)換接口，實(shí)現(xiàn)原有接口與新接口之間的適配。

6.責(zé)任鏈模式可以提高代碼的可擴(kuò)展性。（√）

解題思路：責(zé)任鏈模式允許將請(qǐng)求在多個(gè)對(duì)象中傳遞，這些對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理它。通過添加新的處理者或修改處理者的行為，可以增加或修改請(qǐng)求處理的過程，而不必改變?cè)邢到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而提高代碼的可擴(kuò)展性。

7.策略模式可以實(shí)現(xiàn)接口轉(zhuǎn)換。（×）

解題思路：策略模式允許在運(yùn)行時(shí)選擇算法的行為。它定義了一系列算法，將每個(gè)算法封裝起來，并使它們可以互換。策略模式的主要目的是封裝算法的行為，而不是進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換。

8.模板方法模式可以提高代碼的復(fù)用性。（√）

解題思路：模板方法模式定義了一個(gè)操作中的算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)。這使得子類可以在不改變算法結(jié)構(gòu)的情況下重新定義算法中的某些步驟，從而提高了代碼的復(fù)用性。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)模式的概念和作用。

設(shè)計(jì)模式是一種在軟件設(shè)計(jì)過程中反復(fù)出現(xiàn)的問題的解決方案，它不僅描述了問題的環(huán)境，也描述了該問題的解決方案的結(jié)構(gòu)和組成部分。

設(shè)計(jì)模式的作用包括：提高代碼的可重用性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，促進(jìn)代碼的模塊化和解耦，使得設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化，便于團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流。

2.簡(jiǎn)述單例模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：保證一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。

應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)系統(tǒng)中需要使用一個(gè)對(duì)象來協(xié)調(diào)和控制其他對(duì)象的行為，而且這個(gè)對(duì)象必須是一個(gè)全局訪問點(diǎn)時(shí)，如數(shù)據(jù)庫連接池、日志管理等。

3.簡(jiǎn)述工廠方法模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。

應(yīng)用場(chǎng)景：當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象有多個(gè)子類，且不知道具體使用哪一個(gè)子類時(shí)，如圖形用戶界面框架中的按鈕、文本框等控件。

4.簡(jiǎn)述觀察者模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，自動(dòng)通知所有依賴于它的對(duì)象。

應(yīng)用場(chǎng)景：如事件監(jiān)聽器、消息隊(duì)列、文件系統(tǒng)監(jiān)控等。

5.簡(jiǎn)述適配器模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口，使原本接口不兼容的類可以一起工作。

應(yīng)用場(chǎng)景：如插件架構(gòu)、適配不同數(shù)據(jù)庫的接口等。

6.簡(jiǎn)述責(zé)任鏈模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。

應(yīng)用場(chǎng)景：如審批流程、錯(cuò)誤處理、命令處理等。

7.簡(jiǎn)述策略模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：定義一系列算法，將每個(gè)算法封裝起來，并使它們可以互換。

應(yīng)用場(chǎng)景：如排序算法、加密算法、支付方式等。

8.簡(jiǎn)述模板方法模式的主要特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

主要特點(diǎn)：定義一個(gè)操作中的算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用場(chǎng)景：如軟件開發(fā)流程、游戲引擎等。

答案及解題思路：

1.設(shè)計(jì)模式是一種在軟件設(shè)計(jì)過程中反復(fù)出現(xiàn)的問題的解決方案，它不僅描述了問題的環(huán)境，也描述了該問題的解決方案的結(jié)構(gòu)和組成部分。設(shè)計(jì)模式的作用包括：提高代碼的可重用性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，促進(jìn)代碼的模塊化和解耦，使得設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化，便于團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流。

2.單例模式的主要特點(diǎn)是保證一個(gè)類一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景包括：數(shù)據(jù)庫連接池、日志管理等。

3.工廠方法模式的主要特點(diǎn)是定義一個(gè)用于創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。應(yīng)用場(chǎng)景包括：圖形用戶界面框架中的按鈕、文本框等控件。

4.觀察者模式的主要特點(diǎn)是當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，自動(dòng)通知所有依賴于它的對(duì)象。應(yīng)用場(chǎng)景包括：事件監(jiān)聽器、消息隊(duì)列、文件系統(tǒng)監(jiān)控等。

5.適配器模式的主要特點(diǎn)是將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶期望的另一個(gè)接口，使原本接口不兼容的類可以一起工作。應(yīng)用場(chǎng)景包括：插件架構(gòu)、適配不同數(shù)據(jù)庫的接口等。

6.責(zé)任鏈模式的主要特點(diǎn)是使多個(gè)對(duì)象都有機(jī)會(huì)處理請(qǐng)求，從而避免請(qǐng)求發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系。應(yīng)用場(chǎng)景包括：審批流程、錯(cuò)誤處理、命令處理等。

7.策略模式的主要特點(diǎn)是定義一系列算法，將每個(gè)算法封裝起來，并使它們可以互換。應(yīng)用場(chǎng)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點(diǎn)是定義一個(gè)操作中的算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用場(chǎng)景包括：軟件開發(fā)流程、游戲引擎等。五、應(yīng)用題1.請(qǐng)用單例模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接管理類。

數(shù)據(jù)庫連接管理類（DBConnectionManager）：

私有靜態(tài)變量instance，用于存儲(chǔ)唯一的實(shí)例。

私有構(gòu)造函數(shù)，防止外部直接創(chuàng)建實(shí)例。

公共靜態(tài)方法getInstance，用于獲取唯一實(shí)例。

公共方法getConnection，用于獲取數(shù)據(jù)庫連接。

2.請(qǐng)用工廠方法模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖形繪制系統(tǒng)。

圖形繪制系統(tǒng)（GraphicsSystem）：

抽象圖形類（Shape），定義圖形的公共接口。

具體圖形類（Circle,Rectangle,Triangle），實(shí)現(xiàn)抽象圖形類。

抽象工廠類（ShapeFactory），定義創(chuàng)建圖形對(duì)象的工廠方法。

具體工廠類（CircleFactory,RectangleFactory,TriangleFactory），實(shí)現(xiàn)具體圖形類的創(chuàng)建。

3.請(qǐng)用觀察者模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)天氣信息推送系統(tǒng)。

天氣信息推送系統(tǒng)（WeatherNotificationSystem）：

抽象觀察者（Observer），定義觀察者接口。

具體觀察者（WeatherStation,User），實(shí)現(xiàn)觀察者接口。

抽象主題（Subject），定義主題接口，包含注冊(cè)、注銷、通知觀察者的方法。

具體主題（WeatherStation），實(shí)現(xiàn)主題接口，存儲(chǔ)觀察者列表，并處理觀察者注冊(cè)、注銷和通知。

4.請(qǐng)用適配器模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)不同數(shù)據(jù)庫的查詢接口統(tǒng)一處理。

數(shù)據(jù)庫查詢接口（DatabaseQuery）：

抽象數(shù)據(jù)庫適配器（DatabaseAdapter），定義適配器接口。

具體數(shù)據(jù)庫適配器（MySQLAdapter,OracleAdapter），實(shí)現(xiàn)適配器接口，對(duì)應(yīng)不同數(shù)據(jù)庫的查詢方法。

查詢處理類（QueryProcessor），使用適配器模式統(tǒng)一處理不同數(shù)據(jù)庫的查詢接口。

5.請(qǐng)用責(zé)任鏈模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)審批流程管理系統(tǒng)。

審批流程管理系統(tǒng)（ApprovalProcessSystem）：

抽象處理者（Handler），定義處理者接口。

具體處理者（Manager,Director,CEO），實(shí)現(xiàn)處理者接口，包含處理請(qǐng)求和傳遞請(qǐng)求的方法。

審批流程（ApprovalFlow），根據(jù)處理者順序，傳遞請(qǐng)求至相應(yīng)處理者。

6.請(qǐng)用策略模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)購物車系統(tǒng)，支持不同支付方式。

購物車系統(tǒng)（ShoppingCartSystem）：

抽象支付策略（PaymentStrategy），定義支付策略接口。

具體支付策略（CreditCardStrategy,AlipayStrategy,WeChatPayStrategy），實(shí)現(xiàn)支付策略接口。

購物車類（ShoppingCart），根據(jù)不同支付策略處理支付操作。

7.請(qǐng)用模板方法模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的游戲引擎。

游戲引擎（GameEngine）：

抽象游戲（Game），定義游戲的基本流程。

具體游戲（PlatformGame,RPGGame），實(shí)現(xiàn)游戲的基本流程。

游戲引擎類（GameEngine），定義游戲的模板方法，實(shí)現(xiàn)游戲初始化、運(yùn)行、結(jié)束等過程。

8.請(qǐng)用設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖書管理系統(tǒng)。

圖書管理系統(tǒng)（LibraryManagementSystem）：

抽象圖書（Book），定義圖書的公共接口。

具體圖書（Paperback,Hardcover,eBook），實(shí)現(xiàn)抽象圖書接口。

管理系統(tǒng)類（LibraryManagementSystem），使用設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)圖書的增刪改查、借閱等功能。

答案及解題思路：

1.答案：?jiǎn)卫Ｊ酵ㄟ^保證一個(gè)實(shí)例存在，并提供一個(gè)全局訪問點(diǎn)來訪問這個(gè)實(shí)例，實(shí)現(xiàn)資源的有效管理。解題思路：創(chuàng)建私有靜態(tài)變量存儲(chǔ)實(shí)例，私有構(gòu)造函數(shù)防止外部創(chuàng)建實(shí)例，公共靜態(tài)方法getInstance