C++設計模式考察試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.下列關于設計模式說法錯誤的是：

A.設計模式是一種可重用的解決方案

B.設計模式主要關注軟件設計

C.設計模式可以提高代碼的可維護性和可擴展性

D.設計模式不涉及代碼實現細節

2.以下哪個設計模式適用于創建一個復雜對象的構造過程？

A.工廠模式

B.建造者模式

C.單例模式

D.抽象工廠模式

3.在單例模式中，以下哪個方法可以確保全局只有一個實例？

A.getInstance()

B.getInstance()

C.getInstance()

D.getInstance()

4.以下哪個設計模式可以用于將一個類的行為封裝到另一個對象中？

A.裝飾者模式

B.適配器模式

C.觀察者模式

D.狀態模式

5.以下哪個設計模式可以實現對象之間的解耦，使它們之間沒有直接的依賴關系？

A.橋接模式

B.適配器模式

C.組合模式

D.裝飾者模式

6.以下哪個設計模式適用于將一個請求封裝為一個對象，從而讓使用者只需處理這個對象？

A.命令模式

B.策略模式

C.模板方法模式

D.迭代器模式

7.以下哪個設計模式可以實現對象之間的組合，使得用戶可以以一致的方式處理單個對象和組合對象？

A.組合模式

B.裝飾者模式

C.適配器模式

D.觀察者模式

8.以下哪個設計模式允許一個對象在其內部狀態改變時改變其行為？

A.狀態模式

B.策略模式

C.觀察者模式

D.裝飾者模式

9.以下哪個設計模式可以實現一個算法家族，使得它們之間可以互換？

A.策略模式

B.模板方法模式

C.工廠方法模式

D.命令模式

10.以下哪個設計模式可以實現一個對象訪問另一個對象，同時又不暴露該對象的具體實現細節？

A.適配器模式

B.橋接模式

C.組合模式

D.裝飾者模式

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.設計模式的特點包括：

A.可重用性

B.可維護性

C.可擴展性

D.可讀性

E.高性能

2.工廠模式的主要優點有：

A.客戶端代碼簡單

B.易于擴展

C.允許客戶端不依賴于產品類

D.可以減少系統復雜性

E.可以實現產品的具體創建過程

3.單例模式的應用場景包括：

A.需要控制全局只有一個實例的類

B.系統中某個類負責創建和管理一組對象

C.需要為某個類提供一個全局訪問點

D.系統中需要避免重復創建相同對象

E.系統中需要實現對象池

4.裝飾者模式可以應用于以下情況：

A.需要動態地添加對象的功能

B.需要實現多個裝飾功能而不影響其他對象

C.需要動態地修改對象的行為

D.需要添加與對象狀態無關的功能

E.需要添加與對象狀態有關的功能

5.適配器模式的主要作用包括：

A.使接口不兼容的類可以一起工作

B.隱藏具體實現細節

C.提供一個統一的接口

D.允許系統在不修改現有代碼的情況下擴展功能

E.可以在運行時選擇不同的適配器

6.觀察者模式適用于以下場景：

A.當一個對象的狀態改變時需要自動通知其他對象

B.當對象之間的依賴關系復雜時

C.當需要實現事件驅動編程

D.當需要避免對象之間直接的耦合

E.當需要實現對象間的協作

7.橋接模式可以應用于以下情況：

A.當一個類既涉及抽象類又涉及實現類時

B.當一個類具有多個抽象層時

C.當一個類需要實現抽象類和實現類的解耦

D.當一個類需要實現多態性

E.當一個類需要實現擴展性

8.策略模式的主要優點有：

A.策略可以自由替換

B.策略可以靈活切換

C.策略的實現與客戶端代碼解耦

D.策略易于擴展

E.策略易于維護

9.模板方法模式適用于以下場景：

A.當一個算法分為幾個步驟，且每一步都相似

B.當算法的核心步驟固定，而具體步驟可以靈活變化

C.當需要實現多個相似算法

D.當需要避免代碼重復

E.當需要實現代碼復用

10.迭代器模式的主要作用包括：

A.遍歷集合對象

B.提供一個統一的接口來訪問集合中的元素

C.允許用戶不關心集合的內部實現細節

D.允許用戶以不同的方式遍歷集合

E.提高代碼的可讀性和可維護性

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.設計模式只關注代碼的編寫，不涉及設計過程。（×）

2.模式與模式之間沒有關聯，每個模式都是獨立的。（×）

3.單例模式可以保證一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。（√）

4.裝飾者模式可以動態地給一個對象添加一些額外的職責，而不需要改變其接口。（√）

5.適配器模式可以將一個類的接口轉換成客戶期望的另一個接口，使得原本接口不兼容的類可以一起工作。（√）

6.觀察者模式中，觀察者對象不需要知道具體的通知者對象，只需要知道通知者對象的一個接口即可。（√）

7.橋接模式主要用于實現抽象類和實現類的解耦，使得它們可以獨立地變化。（√）

8.策略模式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，從而讓算法的變化不會影響到使用算法的客戶類。（√）

9.模板方法模式定義了一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中實現，使得子類可以不改變一個算法的結構即可重定義該算法的某些步驟。（√）

10.迭代器模式提供了一種方法順序訪問一個聚合對象中各個元素，而又不暴露該對象的內部表示。（√）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述工廠模式的基本原理和主要應用場景。

2.解釋單例模式的設計原理，并說明其在實際開發中的應用。

3.描述裝飾者模式的工作原理，并舉例說明其在C++中的應用。

4.比較適配器模式和橋接模式，說明它們各自的適用場景。

5.簡述觀察者模式的核心概念，并舉例說明其在C++中的應用。

6.解釋模板方法模式的設計思想，并舉例說明其在C++中的應用。

試卷答案如下

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.D

解析思路：設計模式主要關注軟件設計，但并不直接涉及代碼實現細節。

2.B

解析思路：建造者模式專注于復雜對象的構造過程，允許分步驟創建對象。

3.A

解析思路：單例模式中，getInstance()方法用于獲取全局唯一實例。

4.A

解析思路：裝飾者模式可以將一個類的行為封裝到另一個對象中，增加額外功能。

5.D

解析思路：適配器模式用于實現對象之間的解耦，使它們之間沒有直接的依賴關系。

6.A

解析思路：命令模式將請求封裝為一個對象，使使用者只需處理這個對象。

7.A

解析思路：組合模式可以實現對象之間的組合，以一致的方式處理單個對象和組合對象。

8.A

解析思路：狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變時改變其行為。

9.A

解析思路：策略模式實現一個算法家族，使得它們之間可以互換。

10.A

解析思路：適配器模式實現一個對象訪問另一個對象，同時又不暴露該對象的具體實現細節。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.ABCD

解析思路：設計模式的特點包括可重用性、可維護性、可擴展性和可讀性。

2.ABCDE

解析思路：工廠模式的主要優點有客戶端代碼簡單、易于擴展、不依賴產品類、減少系統復雜性和實現具體創建過程。

3.ACDE

解析思路：單例模式適用于控制全局唯一實例、避免重復創建、全局訪問點和避免直接創建對象。

4.ABCD

解析思路：裝飾者模式可以動態添加功能、實現多個裝飾功能、修改行為和添加額外功能。

5.ABCDE

解析思路：適配器模式的作用包括使接口不兼容的類工作、隱藏實現細節、提供統一接口、擴展功能和選擇適配器。

6.ABCDE

解析思路：觀察者模式適用于自動通知、復雜依賴關系、事件驅動編程、解耦和協作。

7.ABCDE

解析思路：橋接模式適用于抽象類和實現類、多個抽象層、解耦、多態性和擴展性。

8.ABCDE

解析思路：策略模式的主要優點有策略可替換、靈活切換、解耦、易于擴展和維護。

9.ABCDE

解析思路：模板方法模式適用于算法步驟相似、核心步驟固定、實現相似算法、避免代碼重復和實現代碼復用。

10.ABCDE

解析思路：迭代器模式的作用包括遍歷集合、提供統一接口、不暴露內部表示、不同方式遍歷和提升代碼可讀性。

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.×

解析思路：設計模式不僅關注代碼編寫，也涉及設計過程。

2.×

解析思路：模式之間可能存在關聯，如裝飾者模式可以應用于其他模式中。

3.√

解析思路：單例模式確保全局只有一個實例并提供全局訪問點。

4.√

解析思路：裝飾者模式允許動態添加額外職責而不改變對象接口。

5.√

解析思路：適配器模式使接口不兼容的類可以一起工作。

6.√

解析思路：觀察者模式中，觀察者不需要知道具體的通知者對象。

7.√

解析思路：橋接模式實現抽象類和實現類的解耦。

8.√

解析思路：策略模式允許算法替換，不改變客戶類。

9.√

解析思路：模板方法模式定義算法骨架，延遲步驟到子類。

10.√

解析思路：迭代器模式提供統一接口遍歷集合，不暴露內部表示。

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.工廠模式的基本原理是定義一個用于創建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類。主要應用場景包括：當系統需要創建的對象種類很多，或者需要動態添加新的對象時。

2.單例模式的設計原理是通過私有構造函數和靜態方法確保全局只有一個實例。應用場景包括：全局資源管理、配置對象、工具類等。

3.裝飾者模式的工作原理是動態地給一個對象添加一些額外的職責，而不需要改變其接口。應用場景包括：需要擴展對象的功能、需要添加額外功能而不影響其他對象。

4.適配器模式和橋接模式