2023南软高软期末:OO原则、设计模式详解及应用实例
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更新于2024-08-03
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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。
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