C語言設計模式入門試題及答案姓名：____________________

一、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.設計模式的主要目的是：

A.提高代碼的可讀性

B.提高代碼的可維護性

C.提高代碼的運行效率

D.提高代碼的擴展性

2.下面哪個設計模式屬于創建型模式？

A.單例模式

B.工廠方法模式

C.觀察者模式

D.狀態模式

3.以下哪個設計模式屬于結構型模式？

A.策略模式

B.命令模式

C.裝飾者模式

D.適配器模式

4.下面哪個設計模式屬于行為型模式？

A.迭代器模式

B.訪問者模式

C.模板方法模式

D.職責鏈模式

5.在單例模式中，以下哪個方法用來確保只有一個實例？

A.靜態實例化

B.懶漢式

C.悍漢式

D.雙重校驗鎖

6.工廠方法模式中，工廠類的作用是：

A.創建具體產品對象

B.管理產品對象的創建

C.提供一個創建對象的接口

D.定義產品的抽象類

7.觀察者模式中，以下哪個角色負責通知其他觀察者？

A.觀察者

B.被觀察者

C.主題

D.消息隊列

8.裝飾者模式中，以下哪個類負責動態地添加新功能？

A.組件

B.裝飾者

C.抽象組件

D.抽象裝飾者

9.適配器模式中，以下哪個類負責將一個類的接口轉換成客戶期望的另一個接口？

A.目標類

B.適配器類

C.源類

D.適配器接口

10.在策略模式中，以下哪個類負責封裝算法？

A.策略接口

B.策略實現類

C.客戶端類

D.環境類

二、填空題（每空2分，共10分）

1.設計模式分為三大類：創建型模式、__________模式、__________模式。

2.單例模式的主要目的是確保一個類只有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。

3.工廠方法模式中，工廠類負責創建對象，而具體產品的創建由__________類完成。

4.觀察者模式中，觀察者通過__________接口注冊到主題對象，以便在主題對象狀態改變時得到通知。

5.裝飾者模式通過使用__________類來動態地給一個對象添加一些額外的職責。

6.適配器模式的主要目的是__________，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。

7.策略模式的主要目的是__________，使得算法可以在不修改客戶端的情況下進行更改。

8.模板方法模式的主要目的是__________，使得算法的核心部分在父類中實現，而將算法的各個步驟延遲到子類中實現。

9.職責鏈模式的主要目的是__________，使得多個對象都有機會處理請求，從而避免請求發送者和接收者之間的耦合關系。

10.迭代器模式的主要目的是__________，使得用戶可以順序訪問一個聚合對象中各個元素，而又不需要暴露該對象的內部表示。

三、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述單例模式的基本原理。

2.簡述工廠方法模式與抽象工廠模式的區別。

四、編程題（共20分）

編寫一個簡單的工廠方法模式示例，實現一個形狀類，包括圓形、正方形和長方形，并使用工廠類創建這些形狀對象。要求：

1.定義一個抽象形狀類，包含一個繪制方法；

2.定義三個具體形狀類，分別繼承自抽象形狀類，并實現繪制方法；

3.定義一個形狀工廠類，包含一個創建形狀的方法，根據傳入的參數創建對應的形狀對象；

4.在主函數中，使用形狀工廠創建不同形狀的對象，并調用它們的繪制方法。

二、多項選擇題（每題3分，共10題）

1.下面哪些設計模式屬于創建型模式？

A.建造者模式

B.工廠方法模式

C.原型模式

D.策略模式

E.模板方法模式

2.以下哪些設計模式屬于結構型模式？

A.適配器模式

B.裝飾者模式

C.享元模式

D.門面模式

E.橋接模式

3.下面哪些設計模式屬于行為型模式？

A.職責鏈模式

B.觀察者模式

C.狀態模式

D.策略模式

E.訪問者模式

4.在單例模式中，以下哪些方法可以保證實例的唯一性？

A.餓漢式

B.懶漢式

C.雙重校驗鎖

D.內部靜態類

E.序列化機制

5.工廠方法模式中的工廠類通常具有以下哪些特點？

A.抽象出一個接口，定義創建對象的方法

B.實現接口，根據不同的情況創建具體產品

C.不直接創建產品對象，而是由子類實現

D.提供一個創建產品的靜態方法

E.提供一個創建產品的實例方法

6.以下哪些模式通常用于處理對象間解耦？

A.適配器模式

B.代理模式

C.裝飾者模式

D.享元模式

E.橋接模式

7.在觀察者模式中，以下哪些角色可以參與其中？

A.觀察者

B.被觀察者

C.主題

D.消息隊列

E.調度器

8.以下哪些設計模式可以用于處理多態？

A.策略模式

B.模板方法模式

C.迭代器模式

D.職責鏈模式

E.訪問者模式

9.以下哪些設計模式可以用于處理對象間的繼承關系？

A.組合模式

B.橋接模式

C.享元模式

D.適配器模式

E.裝飾者模式

10.以下哪些設計模式可以用于處理復雜對象的創建過程？

A.建造者模式

B.工廠方法模式

C.原型模式

D.單例模式

E.模板方法模式

三、判斷題（每題2分，共10題）

1.單例模式可以確保一個類只有一個實例，并且全局訪問點是靜態的。（）

2.工廠方法模式要求工廠類必須實現所有產品的創建邏輯。（）

3.觀察者模式中，主題對象負責通知所有觀察者對象狀態的變化。（）

4.裝飾者模式可以在不修改對象的情況下，增加對象的新功能。（）

5.適配器模式可以解決兩個不兼容的接口之間的轉換問題。（）

6.策略模式通過封裝算法，使得算法可以在不修改客戶端的情況下進行更改。（）

7.模板方法模式允許子類在不改變算法結構的情況下，重新定義算法的某些步驟。（）

8.職責鏈模式可以有效地降低對象間的耦合度，使得請求發送者和接收者解耦。（）

9.迭代器模式允許用戶以不同的方式遍歷一個聚合對象中的元素，而不需要暴露其內部表示。（）

10.享元模式通過共享盡可能多的相似對象來減少內存使用，提高性能。（）

四、簡答題（每題5分，共6題）

1.簡述單例模式的應用場景。

2.解釋工廠方法模式中“開閉原則”的含義，并舉例說明。

3.簡述觀察者模式中的幾種不同角色及其職責。

4.裝飾者模式如何實現動態添加新功能？

5.簡述適配器模式中如何實現不同接口之間的轉換。

6.簡述策略模式如何提高代碼的靈活性和可維護性。

試卷答案如下

一、單項選擇題

1.B

解析思路：設計模式的主要目的是提高代碼的可維護性，使得軟件架構更加靈活和可擴展。

2.B

解析思路：工廠方法模式屬于創建型模式，用于創建對象，而不必關心對象的創建過程。

3.D

解析思路：適配器模式屬于結構型模式，用于解決接口不兼容的問題。

4.C

解析思路：模板方法模式屬于行為型模式，定義了一個算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中實現。

5.D

解析思路：雙重校驗鎖是單例模式中常用的實現方式，確保實例的唯一性。

6.B

解析思路：工廠類在工廠方法模式中負責創建具體產品對象。

7.B

解析思路：被觀察者負責通知其他觀察者對象狀態的變化。

8.B

解析思路：裝飾者模式通過裝飾者類動態地給一個對象添加新功能。

9.B

解析思路：適配器模式通過適配器類將一個類的接口轉換成客戶期望的另一個接口。

10.A

解析思路：策略模式通過封裝算法，使得算法可以在不修改客戶端的情況下進行更改。

二、多項選擇題

1.ABC

解析思路：創建型模式包括建造者模式、工廠方法模式和原型模式。

2.ABDE

解析思路：結構型模式包括適配器模式、裝飾者模式、享元模式和橋接模式。

3.ABCDE

解析思路：行為型模式包括職責鏈模式、觀察者模式、狀態模式、策略模式和訪問者模式。

4.ABCDE

解析思路：單例模式保證實例的唯一性可以通過餓漢式、懶漢式、雙重校驗鎖、內部靜態類和序列化機制實現。

5.ABC

解析思路：工廠方法模式中的工廠類不直接創建產品對象，而是由子類實現。

6.ABCDE

解析思路：適配器模式、代理模式、裝飾者模式、享元模式和橋接模式都可以用于處理對象間解耦。

7.ABCD

解析思路：觀察者模式中的角色包括觀察者、被觀察者、主題和消息隊列。

8.ABCDE

解析思路：策略模式、模板方法模式、迭代器模式、職責鏈模式和訪問者模式都可以用于處理多態。

9.ABE

解析思路：組合模式、橋接模式和適配器模式可以用于處理對象間的繼承關系。

10.ABC

解析思路：建造者模式、工廠方法模式和原型模式可以用于處理復雜對象的創建過程。

三、判斷題

1.√

解析思路：單例模式確保一個類只有一個實例，并且全局訪問點是靜態的。

2.×

解析思路：工廠方法模式要求工廠類實現創建對象的方法，但不要求實現所有產品的創建邏輯。

3.√

解析思路：觀察者模式中，主題對象負責通知所有觀察者對象狀態的變化。

4.√

解析思路：裝飾者模式可以在不修改對象的情況下，動態地給對象添加新功能。

5.√

解析思路：適配器模式可以解決兩個不兼容的接口之間的轉換問題。

6.√

解析思路：策略模式通過封裝算法，使得算法可以在不修改客戶端的情況下進行更改。

7.√

解析思路：模板方法模式允許子類在不改變算法結構的情況下，重新定義算法的某些步驟。

8.√

解析思路：職責鏈模式可以有效地降低對象間的耦合度，使得請求發送者和接收者解耦。

9.√

解析思路：迭代器模式允許用戶以不同的方式遍歷一個聚合對象中的元素，而不需要暴露其內部表示。

10.√

解析思路：享元模式通過共享盡可能多的相似對象來減少內存使用，提高性能。

四、簡答題

1.單例模式的應用場景包括：需要全局訪問唯一的對象、控制對資源的訪問、實現配置信息的存儲等。

2.“開閉原則”是指軟件實體應當對擴展開放，對修改關閉。工廠方法模式通過抽象出一個接口，定義創建對象的方法，實現開閉原則。例如，定義一個抽象工廠類，然后實現具體的工廠類來創建具體的產品。

3.觀察者模式中的角色包括：觀察者（Observer）：訂閱主題對象的狀態變化，并在狀態變化時得到通知；被觀察者（Subject）：維護一個觀察者列表，并在狀態變化時通知所有觀察者；主題（Observable）：被觀察者和觀察者的交互平