2023南软高软期末：OO原则、设计模式详解及应用实例

在2023年南京软件技术学院研究生高软期末试题中，考察了多个关键的软件设计模式及其应用。该试题旨在检验学生对面向对象设计原则、常用设计模式的理解和实际运用能力。 **第一大题：理论与概念理解** 1. **OO原则与迭代器模式** - **单一职责原则**：在迭代器模式中，确保迭代器类只关注其自身的遍历逻辑，不涉及被遍历集合的内部细节。 - **开闭原则**：迭代器模式允许在不修改现有代码的情况下添加新的遍历方式，体现了可扩展性。 - **里氏替换原则**：迭代器接口的实现类需遵循抽象，确保子类迭代器可以替代父类迭代器。 - **迭代器模式**：将数据结构的访问封装为独立的对象，提供一种逐个访问元素而不暴露底层数据结构的方法。 2. **类图与迭代器模式** - 类图展示了迭代器模式的结构，通常包含一个抽象迭代器接口、一个具体迭代器实现（如数组迭代器和链表迭代器）和一个可遍历的数据结构。 - 对比方面，对象迭代器（如ArrayList的Iterator）更轻量级，而类迭代器可能需要额外维护状态。优点是提供更好的封装，缺点是可能增加复杂性。 3. **单例模式的Double-Check工作原理** - Double-Check优化避免了线程安全问题，确保在多线程环境下，只有在第一次获取实例时才会真正创建，提高了性能。 4. **观察者模式的推拉情形** - 推动（Pull）：当观察者询问主题（Subject）状态变化时，主体主动通知观察者。 - 拉取（Pull）：观察者定期检查主题的状态更新。 - 例如，天气预报应用，用户查询时，系统推送最新天气信息；而RSS订阅服务，用户主动拉取新内容。 5. **策略模式与状态模式** - 策略模式：行为可根据上下文切换，比如使用不同的算法或优惠策略。 - 状态模式：对象根据自身状态决定行为，如游戏中的角色状态转换。 - 两者不能互换，因为策略模式关注行为的不同实现，而状态模式关注对象状态的变化。 6. **外观模式与代理模式** - 外观模式简化接口，隐藏复杂系统细节，提高用户界面简洁性。 - 代理模式则负责控制对真实对象的访问，可能涉及缓存、权限管理等。 - 替换可能导致过度代理，牺牲了系统的灵活性和扩展性。 7. **观察者模式与模板方法模式** - 观察者模式关注事件通知，继承者重写通知方法。 - 模板方法模式强调步骤顺序，继承者可以替换具体步骤，但不改变整体框架。 8. **透明组合与安全组合** - 透明组合（Transparent Proxy）：仅在访问时做必要的处理，保持原对象行为。 - 安全组合（Safe Proxy）：在所有操作前检查是否合法，防止非法操作。 - 主要区别在于对代理行为的控制力度不同。 9. **多继承问题的解决方案** - 使用装饰者模式（Decorator），为类S添加观察者行为，通过组合而非继承实现。 10. **消除逻辑判断的设计模式** - 使用策略模式，根据场景条件动态选择执行合适的逻辑。 11. **遥控器与设计模式** - 远程控制器（Remote Controller）可能对应于控制反转（IoC）设计模式中的控制中心，负责协调和调度操作。 12. **Hook方法与模板方法** - Hook方法是模板方法中用于插入自定义逻辑的关键点，确保基础流程与可变部分的结合。 第二大题：**设计模式的实际应用** - **智能家居系统** - 应用：策略模式、观察者模式 - 类图：包含智能设备、命令对象、配置管理器、反馈处理器等组件，体现松耦合和消息传递。 - **购物车系统** - 应用：工厂模式、装饰器模式（打折逻辑）、观察者模式（日志记录） - 类图：包括购物车、商品、折扣策略、日志记录器等，展示行为和责任的分发。 通过这两部分的试题，学生需要深入理解各种设计模式的适用场景，以及如何在实际项目中灵活运用它们，提升软件设计和架构的灵活性和可维护性。