2025年軟件設計師專業考試模擬試卷：軟件設計模式與原則試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題要求：從下列各題的四個選項中，選擇一個最符合題目的答案。1.在面向對象設計中，以下哪一項不是設計模式？A.單例模式B.工廠模式C.數據庫模式D.觀察者模式2.以下哪個原則符合單一職責原則？A.開閉原則B.依賴倒置原則C.里氏替換原則D.單一職責原則3.在設計模式中，哪個模式用于創建對象實例？A.工廠方法模式B.抽象工廠模式C.建造者模式D.原型模式4.以下哪個模式用于實現對象間的一對一關系？A.適配器模式B.裝飾者模式C.代理模式D.組合模式5.在設計模式中，哪個模式用于實現對象間的多態性？A.策略模式B.模板方法模式C.迭代器模式D.命令模式6.以下哪個原則符合接口隔離原則？A.單一職責原則B.開閉原則C.依賴倒置原則D.接口隔離原則7.在設計模式中，哪個模式用于實現對象間的組合關系？A.適配器模式B.裝飾者模式C.代理模式D.組合模式8.以下哪個模式用于實現對象間的多態性？A.策略模式B.模板方法模式C.迭代器模式D.命令模式9.在設計模式中，哪個模式用于實現對象間的組合關系？A.適配器模式B.裝飾者模式C.代理模式D.組合模式10.以下哪個原則符合里氏替換原則？A.單一職責原則B.開閉原則C.依賴倒置原則D.里氏替換原則二、填空題要求：根據所學知識，將空缺處填上正確的詞語。1.設計模式分為三大類：創建型模式、_______模式、行為型模式。2.單例模式的主要目的是確保一個類_______。3.工廠方法模式的主要目的是_______。4.抽象工廠模式的主要目的是_______。5.建造者模式的主要目的是_______。6.原型模式的主要目的是_______。7.適配器模式的主要目的是_______。8.裝飾者模式的主要目的是_______。9.代理模式的主要目的是_______。10.組合模式的主要目的是_______。三、簡答題要求：根據所學知識，簡要回答以下問題。1.簡述單一職責原則。2.簡述開閉原則。3.簡述依賴倒置原則。4.簡述接口隔離原則。5.簡述里氏替換原則。四、論述題要求：根據所學知識，論述以下問題。4.結合實際案例，詳細說明設計模式在實際軟件開發中的應用及其優勢。五、編程題要求：根據所學知識，完成以下編程任務。5.設計一個簡單的購物車系統，要求實現以下功能：-添加商品到購物車-移除購物車中的商品-計算購物車中商品的總價-打印購物車中的商品列表六、綜合題要求：根據所學知識，完成以下綜合任務。6.以下是一個簡單的計算器類，請根據單例模式原則，修改該類，使其滿足單例模式的要求，并解釋修改原因。```javapublicclassCalculator{privatestaticCalculatorinstance;privateCalculator(){}publicstaticCalculatorgetInstance(){if(instance==null){instance=newCalculator();}returninstance;}publicintadd(inta,intb){returna+b;}publicintsubtract(inta,intb){returna-b;}publicintmultiply(inta,intb){returna*b;}publicintdivide(inta,intb){returna/b;}}```本次試卷答案如下：一、選擇題1.C.數據庫模式解析：設計模式主要分為創建型、結構型和行為型三類，數據庫模式并不屬于這三大類之一。2.D.單一職責原則解析：單一職責原則要求一個類只負責一項職責，保持類的功能單一，易于維護和擴展。3.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式是一種創建型模式，用于創建對象實例，通過一個工廠類來實例化具體的對象。4.D.組合模式解析：組合模式用于實現對象間的組合關系，可以將多個對象組合成樹形結構，實現整體與部分之間的遞歸組合。5.A.策略模式解析：策略模式用于實現對象間的多態性，通過定義一系列算法，將每個算法封裝起來，并使它們可以互相替換。6.D.接口隔離原則解析：接口隔離原則要求客戶端不應該依賴它不需要的接口，通過拆分接口，使接口更加具體，提高系統的靈活性。7.D.組合模式解析：組合模式用于實現對象間的組合關系，可以將多個對象組合成樹形結構，實現整體與部分之間的遞歸組合。8.A.策略模式解析：策略模式用于實現對象間的多態性，通過定義一系列算法，將每個算法封裝起來，并使它們可以互相替換。9.D.組合模式解析：組合模式用于實現對象間的組合關系，可以將多個對象組合成樹形結構，實現整體與部分之間的遞歸組合。10.D.里氏替換原則解析：里氏替換原則要求任何可由基類對象替換為子類對象的程序，都應該可以由子類對象替換為基類對象而不改變程序行為。二、填空題1.結構型模式解析：設計模式分為三大類：創建型模式、結構型模式、行為型模式。2.唯一實例解析：單例模式的主要目的是確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。3.創建對象實例解析：工廠方法模式的主要目的是創建對象實例，通過工廠類來實例化具體的對象。4.創建對象實例解析：抽象工廠模式的主要目的是創建對象實例，通過抽象工廠類來實例化具體的對象。5.創建對象實例解析：建造者模式的主要目的是創建對象實例，通過建造者類來實例化具體的對象。6.創建對象實例解析：原型模式的主要目的是創建對象實例，通過復制已有對象來創建新的對象。7.適配器模式的主要目的是_______。解析：適配器模式的主要目的是將一個類的接口轉換成客戶期望的另一個接口，使原本接口不兼容的類可以一起工作。8.裝飾者模式的主要目的是_______。解析：裝飾者模式的主要目的是動態地給一個對象添加一些額外的職責，在不改變其接口的前提下。9.代理模式的主要目的是_______。解析：代理模式的主要目的是為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。10.組合模式的主要目的是_______。解析：組合模式的主要目的是將對象組合成樹形結構以表示“部分-整體”的層次結構，使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。三、簡答題1.簡述單一職責原則。解析：單一職責原則要求一個類只負責一項職責，保持類的功能單一，易于維護和擴展。2.簡述開閉原則。解析：開閉原則要求軟件實體（類、模塊、函數等）應對擴展開放，對修改關閉，即在不修改原有代碼的基礎上，可以方便地增加新的功能。3.簡述依賴倒置原則。解析：依賴倒置原則要求高層模塊不應該依賴于低層模塊，二者都應該依賴于抽象，并且抽象不應該依賴于細節，細節應該依賴于抽象。4.簡述接口隔離原則。解析：接口隔離原則要求客戶端不應該依賴它不需要的接口，通過拆分接口，使接口更加具體，提高系統的靈活性。5.簡述里氏替換原則。解析：里氏替換原則要求任何可由基類對象替換為子類對象的程序，都應該可以由子類對象替換為基類對象而不改變程序行為。四、論述題4.結合實際案例，詳細說明設計模式在實際軟件開發中的應用及其優勢。解析：設計模式在實際軟件開發中的應用非常廣泛，以下是一個簡單的案例：案例描述：開發一個在線購物系統，其中涉及到用戶管理、商品管理、訂單管理等模塊。應用設計模式：-單例模式：用于實現用戶管理模塊的登錄驗證，確保只有一個登錄驗證實例。-工廠方法模式：用于創建商品實例，根據不同的商品類型，通過工廠方法創建相應的商品對象。-適配器模式：用于將不同數據源的商品信息轉換為統一格式，以便于其他模塊進行數據處理。-裝飾者模式：用于動態地給訂單對象添加一些額外的屬性，如優惠、折扣等。-組合模式：用于將訂單中的商品組合成一個整體，方便進行批量處理。優勢：-提高代碼的可讀性和可維護性：設計模式提供了一種可重用的解決方案，使代碼結構更加清晰，易于理解。-降低模塊間的耦合度：設計模式通過抽象和封裝，降低了模塊間的依賴關系，提高了系統的可擴展性。-提高代碼的復用性：設計模式可以方便地在不同的項目中復用，節省開發時間和成本。五、編程題5.設計一個簡單的購物車系統，要求實現以下功能：-添加商品到購物車-移除購物車中的商品-計算購物車中商品的總價-打印購物車中的商品列表解析：以下是購物車系統的Java實現代碼：```javapublicclassShoppingCart{privateList<Product>products=newArrayList<>();publicvoidaddProduct(Productproduct){products.add(product);}publicvoidremoveProduct(Productproduct){products.remove(product);}publicdoublegetTotalPrice(){doubletotalPrice=0;for(Productproduct:products){totalPrice+=product.getPrice();}returntotalPrice;}publicvoidprintProducts(){for(Productproduct:products){System.out.println(product.getName()+"-"+product.getPrice());}}}publicclassProduct{privateStringname;privatedoubleprice;publicProduct(Stringname,doubleprice){=name;this.price=price;}publicStringgetName(){returnname;}publicdoublegetPrice(){returnprice;}}```六、綜合題6.以下是一個簡單的計算器類，請根據單例模式原則，修改該類，使其滿足單例模式的要求，并解釋修改原因。```javapublicclassCalculator{privatestaticCalculatorinstance;privateCalculator(){}publicstaticCalculatorgetInstance(){if(instance==null){instance=newCalculator();}returninstance;}publicintadd(inta,intb){returna+b;}publicintsubtract(inta,intb){returna-b;}publicintmultiply(inta,intb){returna*b;}publicintdivide(inta,intb){returna/b;}}```解析：為了使Calculator類滿足單例模式的要求，需要對類的構造方法進行修改，使其成為私有，以防止外部通過new創建多個實例。以下是修改后的代碼：```jav