2025年軟件設(shè)計(jì)師專業(yè)考試模擬試卷十九：軟件設(shè)計(jì)中的可維護(hù)性與可擴(kuò)展性考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在軟件設(shè)計(jì)過程中，以下哪個(gè)原則強(qiáng)調(diào)模塊之間的低耦合度？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則2.在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念描述了類的繼承關(guān)系？A.繼承B.實(shí)現(xiàn)C.聚合D.組合3.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)原則描述了類應(yīng)該盡可能少地依賴于其他類？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則4.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念描述了模塊之間的接口？A.類B.對(duì)象C.接口D.方法5.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)原則強(qiáng)調(diào)模塊應(yīng)該具有高內(nèi)聚度？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則6.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)原則描述了模塊應(yīng)該具有高內(nèi)聚度？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則7.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念描述了類的職責(zé)？A.單一職責(zé)B.開放封閉C.里氏替換D.依賴倒置8.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)原則強(qiáng)調(diào)模塊應(yīng)該盡可能少地依賴于其他模塊？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則9.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念描述了類的封裝？A.類B.對(duì)象C.接口D.方法10.在軟件設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)原則描述了模塊應(yīng)該具有高內(nèi)聚度？A.單一職責(zé)原則B.開放封閉原則C.里氏替換原則D.依賴倒置原則二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述軟件設(shè)計(jì)中的可維護(hù)性的重要性。2.簡(jiǎn)述軟件設(shè)計(jì)中的可擴(kuò)展性的重要性。3.簡(jiǎn)述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的單一職責(zé)原則。4.簡(jiǎn)述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的開閉原則。5.簡(jiǎn)述面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中的里氏替換原則。三、論述題（共15分）1.論述軟件設(shè)計(jì)中的可維護(hù)性與可擴(kuò)展性的關(guān)系。四、編程題（每題10分，共20分）要求：根據(jù)以下要求，完成相應(yīng)的代碼。1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的面向?qū)ο蟮膶W(xué)生管理系統(tǒng)，包含學(xué)生類（Student）和課程類（Course）。學(xué)生類應(yīng)包含姓名、年齡、性別和成績(jī)等屬性，以及相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)和獲取屬性的方法。課程類應(yīng)包含課程名稱和學(xué)分等屬性，以及相應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)和獲取屬性的方法。實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，允許用戶添加學(xué)生信息，并為每個(gè)學(xué)生添加課程信息。```javapublicclassStudent{privateStringname;privateintage;privateStringgender;privateList<Course>courses;publicStudent(Stringname,intage,Stringgender){=name;this.age=age;this.gender=gender;this.courses=newArrayList<>();}//獲取屬性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetAge(){returnage;}publicStringgetGender(){returngender;}publicList<Course>getCourses(){returncourses;}//添加課程的方法publicvoidaddCourse(Coursecourse){courses.add(course);}}publicclassCourse{privateStringname;privateintcredits;publicCourse(Stringname,intcredits){=name;this.credits=credits;}//獲取屬性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetCredits(){returncredits;}}```2.編寫一個(gè)方法，用于計(jì)算學(xué)生的平均成績(jī)。假設(shè)學(xué)生的成績(jī)存儲(chǔ)在一個(gè)整型數(shù)組中，該方法應(yīng)返回平均成績(jī)。```javapublicstaticdoublecalculateAverage(int[]grades){intsum=0;for(intgrade:grades){sum+=grade;}return(double)sum/grades.length;}```五、閱讀理解題（每題5分，共15分）要求：閱讀以下文章，回答問題。文章摘錄："在軟件設(shè)計(jì)中，可維護(hù)性和可擴(kuò)展性是兩個(gè)至關(guān)重要的概念。可維護(hù)性是指軟件在修改和更新時(shí)保持穩(wěn)定性和可靠性的能力。可擴(kuò)展性是指軟件能夠適應(yīng)未來需求變化的能力。為了提高軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)者需要遵循一系列設(shè)計(jì)原則和最佳實(shí)踐。以下是一些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)原則："問題：1.根據(jù)文章，什么是可維護(hù)性？2.根據(jù)文章，什么是可擴(kuò)展性？3.根據(jù)文章，提高軟件可維護(hù)性和可擴(kuò)展性的關(guān)鍵是什么？六、案例分析題（共10分）要求：閱讀以下案例，回答問題。案例："某公司開發(fā)了一個(gè)企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于管理公司的財(cái)務(wù)、人力資源、庫存等信息。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，設(shè)計(jì)者采用了模塊化設(shè)計(jì)方法，將系統(tǒng)劃分為多個(gè)模塊，如財(cái)務(wù)模塊、人力資源模塊、庫存模塊等。每個(gè)模塊都具有獨(dú)立的功能和接口。然而，在系統(tǒng)上線后不久，公司發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在一些性能瓶頸和擴(kuò)展性問題。為了解決這些問題，設(shè)計(jì)者決定對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)。"問題：1.案例中提到的ERP系統(tǒng)采用了什么設(shè)計(jì)方法？2.案例中提到的系統(tǒng)存在哪些性能瓶頸和擴(kuò)展性問題？3.設(shè)計(jì)者如何通過重構(gòu)來解決這些問題？本次試卷答案如下：一、選擇題（每題2分，共20分）1.答案：D解析：依賴倒置原則（DIP）強(qiáng)調(diào)高層模塊不應(yīng)該依賴于低層模塊，兩者都應(yīng)該依賴于抽象。這樣可以保證軟件的穩(wěn)定性和可維護(hù)性。2.答案：A解析：繼承（A）是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中描述類之間繼承關(guān)系的關(guān)鍵概念，子類繼承父類的屬性和方法。3.答案：D解析：依賴倒置原則（DIP）強(qiáng)調(diào)模塊之間應(yīng)該依賴于抽象，而不是具體實(shí)現(xiàn)，這樣可以提高模塊的靈活性和可擴(kuò)展性。4.答案：C解析：接口（C）描述了模塊之間的交互，它定義了模塊之間可以通信的方法和屬性。5.答案：A解析：?jiǎn)我宦氊?zé)原則（SRP）強(qiáng)調(diào)一個(gè)模塊應(yīng)該只有一個(gè)改變的理由，這樣可以提高模塊的內(nèi)聚度和可維護(hù)性。6.答案：A解析：?jiǎn)我宦氊?zé)原則（SRP）強(qiáng)調(diào)一個(gè)模塊應(yīng)該只有一個(gè)改變的理由，這樣可以提高模塊的內(nèi)聚度和可維護(hù)性。7.答案：A解析：?jiǎn)我宦氊?zé)（A）描述了類的職責(zé)，即一個(gè)類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一項(xiàng)功能。8.答案：D解析：依賴倒置原則（DIP）強(qiáng)調(diào)模塊之間應(yīng)該依賴于抽象，這樣可以提高模塊的靈活性和可擴(kuò)展性。9.答案：C解析：接口（C）描述了類的封裝，它定義了類的外部行為。10.答案：A解析：?jiǎn)我宦氊?zé)原則（SRP）強(qiáng)調(diào)一個(gè)模塊應(yīng)該只有一個(gè)改變的理由，這樣可以提高模塊的內(nèi)聚度和可維護(hù)性。二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.答案：可維護(hù)性是指軟件在修改和更新時(shí)保持穩(wěn)定性和可靠性的能力。它的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：-減少維護(hù)成本：可維護(hù)性好的軟件可以降低維護(hù)成本，因?yàn)樾薷暮透虏僮鞲尤菀缀涂焖佟?提高開發(fā)效率：可維護(hù)性好的軟件可以減少開發(fā)時(shí)間，因?yàn)殚_發(fā)者可以更快地理解和修改代碼。-增強(qiáng)軟件的生命周期：可維護(hù)性好的軟件可以延長(zhǎng)其生命周期，因?yàn)榭梢愿菀椎剡M(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展。2.答案：可擴(kuò)展性是指軟件能夠適應(yīng)未來需求變化的能力。它的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：-適應(yīng)業(yè)務(wù)需求變化：可擴(kuò)展性好的軟件可以適應(yīng)業(yè)務(wù)需求的變化，從而滿足不斷增長(zhǎng)的用戶需求。-減少重寫成本：可擴(kuò)展性好的軟件可以減少重寫成本，因?yàn)榭梢愿菀椎靥砑有鹿δ芑蛐薷默F(xiàn)有功能。-提高軟件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力：可擴(kuò)展性好的軟件可以提高軟件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)榭梢愿斓剡m應(yīng)市場(chǎng)變化。3.答案：?jiǎn)我宦氊?zé)原則（SRP）強(qiáng)調(diào)一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)改變的理由。這意味著一個(gè)類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一個(gè)功能或一組功能，而不是多個(gè)不相關(guān)的功能。遵循SRP原則可以帶來以下好處：-提高代碼的可讀性和可維護(hù)性：?jiǎn)我宦氊?zé)的類更容易理解和維護(hù)。-減少代碼耦合度：?jiǎn)我宦氊?zé)的類之間耦合度較低，便于修改和擴(kuò)展。-提高代碼的重用性：?jiǎn)我宦氊?zé)的類可以更容易地被重用于其他項(xiàng)目中。4.答案：開放封閉原則（OCP）強(qiáng)調(diào)軟件實(shí)體（如類、模塊和函數(shù)）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉。這意味著實(shí)體應(yīng)該能夠在不修改現(xiàn)有代碼的情況下添加新功能。遵循OCP原則可以帶來以下好處：-提高代碼的可擴(kuò)展性：遵循OCP原則可以更容易地添加新功能。-減少維護(hù)成本：遵循OCP原則可以減少因修改現(xiàn)有代碼而帶來的維護(hù)成本。-提高代碼的可維護(hù)性：遵循OCP原則可以減少代碼的復(fù)雜性，從而提高可維護(hù)性。5.答案：里氏替換原則（LSP）強(qiáng)調(diào)子類可以替換基類對(duì)象而不影響程序的其他部分。這意味著子類應(yīng)該能夠繼承基類的所有特性，并且可以以基類對(duì)象的方式使用。遵循LSP原則可以帶來以下好處：-提高代碼的可擴(kuò)展性：遵循LSP原則可以更容易地添加新類，而不影響現(xiàn)有代碼。-提高代碼的可維護(hù)性：遵循LSP原則可以減少代碼的復(fù)雜性，從而提高可維護(hù)性。-提高代碼的可測(cè)試性：遵循LSP原則可以更容易地編寫單元測(cè)試。三、論述題（共15分）1.答案：可維護(hù)性和可擴(kuò)展性是相互關(guān)聯(lián)的。可維護(hù)性是指軟件在修改和更新時(shí)保持穩(wěn)定性和可靠性的能力，而可擴(kuò)展性是指軟件能夠適應(yīng)未來需求變化的能力。兩者之間的關(guān)系如下：-可維護(hù)性是可擴(kuò)展性的基礎(chǔ)：只有當(dāng)軟件具有良好的可維護(hù)性時(shí)，才能更容易地進(jìn)行擴(kuò)展。-可擴(kuò)展性有助于提高可維護(hù)性：通過設(shè)計(jì)可擴(kuò)展的軟件，可以減少對(duì)現(xiàn)有代碼的修改，從而提高可維護(hù)性。-可維護(hù)性和可擴(kuò)展性相互促進(jìn)：遵循良好的設(shè)計(jì)原則和最佳實(shí)踐，可以提高軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。四、編程題（每題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<>();}//獲取屬性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetAge(){returnage;}publicStringgetGender(){returngender;}publicList<Course>getCourses(){returncourses;}//添加課程的方法publicvoidaddCourse(Coursecourse){courses.add(course);}}publicclassCourse{privateStringname;privateintcredits;publicCourse(Stringname,intcredits){=name;this.credits=credits;}//獲取屬性的方法publicStringgetName(){returnname;}publicintgetCredits(){returncredits;}}```2.答案：```javapublicstaticdoublecalculateAverage(int[]grades){intsum=0;for(intgra