2025年軟件設計師專業考試模擬試卷：軟件設計模式與架構設計實戰試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題要求：本部分共20題，每題2分，共40分。請從每題的四個選項中選擇一個最符合題意的答案。1.下列哪個設計模式屬于行為型設計模式？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式2.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理對象間的依賴關系？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式3.下列哪個設計模式適用于處理大量對象創建的場景？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式4.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理數據結構的變化？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式5.下列哪個設計模式適用于處理系統中的復雜邏輯？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式6.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理對象間的組合關系？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式7.下列哪個設計模式適用于處理系統中的擴展性問題？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式8.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理對象間的通信？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式9.下列哪個設計模式適用于處理系統中的抽象問題？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式10.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的數據結構？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式11.下列哪個設計模式適用于處理系統中的錯誤處理？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式12.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的資源管理？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式13.下列哪個設計模式適用于處理系統中的數據轉換？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式14.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的異常處理？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式15.下列哪個設計模式適用于處理系統中的安全認證？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式16.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的日志記錄？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式17.下列哪個設計模式適用于處理系統中的任務調度？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式18.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的數據加密？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式19.下列哪個設計模式適用于處理系統中的數據壓縮？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式20.在軟件設計模式中，下列哪個模式主要用于處理系統中的數據備份？A.工廠方法模式B.單例模式C.觀察者模式D.策略模式二、填空題要求：本部分共10題，每題2分，共20分。請根據題意填寫空白處的內容。1.在軟件設計模式中，單例模式的主要目的是保證一個類僅有一個實例，并提供一個全局訪問點。2.工廠方法模式的主要目的是將對象的創建與對象的類解耦。3.觀察者模式的主要目的是當一個對象的狀態發生變化時，自動通知所有依賴它的對象。4.策略模式的主要目的是將算法的實現與算法的使用解耦。5.在軟件設計模式中，裝飾者模式的主要目的是在不改變原有對象的基礎上，動態地給對象添加額外的職責。6.在軟件設計模式中，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。7.在軟件設計模式中，命令模式的主要目的是將請求封裝為一個對象，從而可以使用不同的請求、隊列或日志來參數化其他對象。8.在軟件設計模式中，迭代器模式的主要目的是提供一種方法順序訪問聚合對象中各個元素，而又不暴露其內部的表示。9.在軟件設計模式中，中介者模式的主要目的是降低多個對象或組件之間的通信復雜性。10.在軟件設計模式中，備忘錄模式的主要目的是捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態，以便之后恢復它。四、簡答題要求：本部分共5題，每題5分，共25分。請根據題意回答問題。4.簡述工廠方法模式的基本原理和適用場景。五、論述題要求：本部分共1題，共10分。請根據題意進行論述。5.論述軟件設計模式在軟件架構設計中的作用。六、編程題要求：本部分共1題，共15分。請根據題意完成編程任務。6.請使用觀察者模式設計一個簡單的天氣系統，其中包含一個天氣數據源類（WeatherDataSource）和一個天氣觀察者類（WeatherObserver）。當天氣數據源中的天氣數據發生變化時，通知所有注冊的天氣觀察者。本次試卷答案如下：一、選擇題1.C.觀察者模式解析：觀察者模式屬于行為型設計模式，它定義了對象之間的一對多依賴關系，當一個對象的狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。2.C.觀察者模式解析：觀察者模式主要用于處理對象間的依賴關系，當數據結構發生變化時，依賴這些數據的對象能夠得到通知并做出相應的反應。3.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式適用于處理大量對象創建的場景，它將對象的創建與對象的類解耦，使創建邏輯與客戶端代碼分離。4.C.觀察者模式解析：觀察者模式主要用于處理數據結構的變化，當一個對象的狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。5.D.策略模式解析：策略模式適用于處理系統中的復雜邏輯，它將算法的實現與算法的使用解耦，使算法的變化不會影響到使用算法的客戶端代碼。6.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式主要用于處理對象間的組合關系，它定義了一個接口用于創建對象，讓子類決定實例化哪一個類。7.D.策略模式解析：策略模式適用于處理系統中的擴展性問題，通過定義一系列算法，并在運行時選擇使用哪一個算法，使得算法的變化不會影響到使用算法的客戶端代碼。8.C.觀察者模式解析：觀察者模式主要用于處理對象間的通信，當一個對象的狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都會得到通知并自動更新。9.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式適用于處理系統中的抽象問題，它將對象的創建與對象的類解耦，使創建邏輯與客戶端代碼分離。10.D.策略模式解析：策略模式主要用于處理系統中的數據結構，通過定義一系列算法，并在運行時選擇使用哪一個算法，使得算法的變化不會影響到使用算法的客戶端代碼。11.C.觀察者模式解析：觀察者模式適用于處理系統中的錯誤處理，當錯誤發生時，所有依賴于該對象的錯誤處理機制都會得到通知并作出相應處理。12.D.策略模式解析：策略模式適用于處理系統中的資源管理，通過定義一系列資源管理策略，并在運行時選擇使用哪一個策略，使得資源管理的邏輯變化不會影響到使用資源的客戶端代碼。13.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式適用于處理系統中的數據轉換，它將對象的創建與對象的類解耦，使創建邏輯與客戶端代碼分離。14.C.觀察者模式解析：觀察者模式適用于處理系統中的異常處理，當異常發生時，所有依賴于該對象的異常處理機制都會得到通知并作出相應處理。15.D.策略模式解析：策略模式適用于處理系統中的安全認證，通過定義一系列安全認證策略，并在運行時選擇使用哪一個策略，使得安全認證的邏輯變化不會影響到使用安全認證的客戶端代碼。16.C.觀察者模式解析：觀察者模式適用于處理系統中的日志記錄，當日志信息發生變化時，所有依賴于日志信息的對象都會得到通知并自動更新。17.D.策略模式解析：策略模式適用于處理系統中的任務調度，通過定義一系列任務調度策略，并在運行時選擇使用哪一個策略，使得任務調度的邏輯變化不會影響到使用任務調度的客戶端代碼。18.A.工廠方法模式解析：工廠方法模式適用于處理系統中的數據加密，它將對象的創建與對象的類解耦，使創建邏輯與客戶端代碼分離。19.C.觀察者模式解析：觀察者模式適用于處理系統中的數據壓縮，當數據壓縮狀態發生變化時，所有依賴于數據壓縮的對象都會得到通知并自動更新。20.B.單例模式解析：單例模式適用于處理系統中的數據備份，它確保一個類僅有一個實例，并提供一個全局訪問點，以便在需要時能夠訪問到這個實例。二、填空題1.保證一個類僅有一個實例，并提供一個全局訪問點。2.將對象的創建與對象的類解耦。3.當一個對象的狀態發生變化時，自動通知所有依賴它的對象。4.將算法的實現與算法的使用解耦。5.在不改變原有對象的基礎上，動態地給對象添加額外的職責。6.將一個類的接口轉換成客戶期望的另一個接口。7.將請求封裝為一個對象，從而可以使用不同的請求、隊列或日志來參數化其他對象。8.提供一種方法順序訪問聚合對象中各個元素，而又不暴露其內部的表示。9.降低多個對象或組件之間的通信復雜性。10.捕獲一個對象的內部狀態，并在該對象之外保存這個狀態，以便之后恢復它。四、簡答題4.工廠方法模式的基本原理是將對象的創建與對象的類解耦，通過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。工廠方法模式的主要目的是為了降低客戶端與具體類之間的耦合，讓客戶端只關注創建對象的過程，而不需要知道具體類的細節。五、論述題5.軟件設計模式在軟件架構設計中的作用主要體現在以下幾個方面：1.提高代碼的可復用性：設計模式提供了一系列可復用的解決方案，可以幫助開發者解決常見的軟件設計問題。2.降低代碼的耦合度：設計模式通過解耦對象之間的依賴關系，使得代碼更加模塊化，易于維護和擴展。3.提高代碼的可讀性：設計模式使用統一的命名規范和結構，使得代碼更加易讀，便于其他開發者理解。4.優化代碼的擴展性：設計模式提供了一系列可擴展的解決方案，使得系統在功能擴展時，能夠以最小的代價實現。5.提高代碼的可維護性：設計模式通過將復雜的邏輯分解為簡單的模塊，使得代碼更加易于維護。六、編程題6.```java//天氣數據源類classWeatherDataSource{privateStringweather;publicStringgetWeather(){returnweather;}publicvoidsetWeather(Stringweather){this.weather=weather;notifyObservers();}privateList<WeatherObserver>observers=newArrayList<>();publicvoidaddObserver(WeatherObserverobserver){observers.add(observer);}privatevoidnotifyObservers(){for(WeatherObserverobserver:observers){observer.update(weather);}}}//天氣觀察者接口interfaceWeatherObserver{voidupdate(Stringweather);}//具體天氣觀察者類classWeatherDisplayimplementsWeatherObserver{privateStringweather;publicvoidupdate(Stringweather){this.weather=weather;display();}publicvoiddisplay(){System.out.println("Currentweather:"+weather);}}//主類publicclassWeatherSystem{publicstaticvoidmain(String[]args){WeatherDataSourceweatherDataSource=newWea