设计模式重要试题及标准答案

设计模式重要试题及标准答案

一、单选题（每题1分，共10分）

1.下列哪种设计模式属于创建型模式？（）A.观察者模式B.工厂方法模式C.装饰器模式D.策略模式【答案】B【解析】工厂方法模式属于创建型模式，用于创建对象，而不需要指定具体类

2.在MVC架构中，V代表的是？（）A.模型B.视图C.控制器D.中间件【答案】B【解析】MVC（Model-View-Controller）架构中，V代表视图，负责展示数据

3.以下哪种设计模式属于行为型模式？（）A.单例模式B.适配器模式C.命令模式D.代理模式【答案】C【解析】命令模式属于行为型模式，用于将请求封装成对象，从而允许用户使用不同的请求、队列或日志请求，并支持可撤销操作

4.以下哪种设计模式属于结构型模式？（）A.策略模式B.适配器模式C.单例模式D.观察者模式【答案】B【解析】适配器模式属于结构型模式，用于使接口不兼容的类可以合作

5.在以下设计模式中，用于确保一个类只有一个实例的是？（）A.工厂方法模式B.单例模式C.抽象工厂模式D.建造者模式【答案】B【解析】单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点

6.以下哪种设计模式属于责任链模式？（）A.中介者模式B.访问者模式C.责任链模式D.状态模式【答案】C【解析】责任链模式将请求沿着处理链传递，直到有一个处理者能够处理该请求

7.以下哪种设计模式属于装饰器模式？（）A.适配器模式B.装饰器模式C.代理模式D.桥接模式【答案】B【解析】装饰器模式动态地给对象添加额外的职责

8.在以下设计模式中，用于将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口的是？（）A.适配器模式B.桥接模式C.装饰器模式D.外观模式【答案】A【解析】适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口

9.以下哪种设计模式属于外观模式？（）A.外观模式B.中介者模式C.命令模式D.解释器模式【答案】A【解析】外观模式提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口

10.在以下设计模式中，用于定义一系列的算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换的是？（）A.策略模式B.模板方法模式C.迭代器模式D.组合模式【答案】A【解析】策略模式定义了一系列的算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于创建型模式？（）A.单例模式B.工厂方法模式C.建造者模式D.适配器模式【答案】A、B、C【解析】创建型模式包括单例模式、工厂方法模式、建造者模式和原型模式适配器模式属于结构型模式

2.以下哪些属于行为型模式？（）A.策略模式B.观察者模式C.命令模式D.适配器模式【答案】A、B、C【解析】行为型模式包括策略模式、观察者模式、命令模式、责任链模式等适配器模式属于结构型模式

3.以下哪些属于结构型模式？（）A.适配器模式B.装饰器模式C.代理模式D.外观模式【答案】A、B、C、D【解析】结构型模式包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式和组合模式

4.以下哪些设计模式可以用于实现解耦？（）A.中介者模式B.代理模式C.依赖注入D.工厂方法模式【答案】A、B、C【解析】中介者模式、代理模式和依赖注入都可以用于实现解耦工厂方法模式属于创建型模式

5.以下哪些设计模式可以用于实现代码复用？（）A.模板方法模式B.策略模式C.装饰器模式D.适配器模式【答案】A、B、C、D【解析】模板方法模式、策略模式、装饰器模式和适配器模式都可以用于实现代码复用

三、填空题（每题2分，共8分）

1.设计模式分为创建型模式、______模式、______模式和______模式【答案】结构型；行为型；创建型（8分）

2.单例模式的目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点【答案】全局访问点（2分）

3.适配器模式用于将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口【答案】客户希望的另一个接口（2分）

4.观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新【答案】一对多依赖关系（2分）

四、判断题（每题2分，共10分）

1.工厂方法模式可以用于创建复杂对象（）【答案】（√）【解析】工厂方法模式可以用于创建复杂对象，通过不同的工厂类来创建不同类型的对象

2.装饰器模式可以动态地给对象添加额外的职责（）【答案】（√）【解析】装饰器模式可以动态地给对象添加额外的职责，通过组合装饰器类来实现

3.单例模式适用于所有需要单例的场景（）【答案】（×）【解析】单例模式适用于需要确保一个类只有一个实例的场景，但不适用于所有场景，如某些情况下需要避免使用单例模式

4.适配器模式可以提高代码的复用性（）【答案】（√）【解析】适配器模式可以提高代码的复用性，通过适配器类将不兼容的接口转换为兼容的接口

5.责任链模式适用于所有需要请求处理链的场景（）【答案】（×）【解析】责任链模式适用于需要请求处理链的场景，但不适用于所有场景，如某些情况下请求可能不需要经过多个处理者

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述单例模式的适用场景【答案】单例模式适用于以下场景-确保一个类只有一个实例-提供一个全局访问点-当需要控制资源访问时，如数据库连接池-当需要频繁创建和销毁对象时，如线程池

2.简述工厂方法模式的优点【答案】工厂方法模式的优点包括-降低了客户端代码与具体产品类之间的耦合-提高了代码的可扩展性，增加新产品类时不需要修改客户端代码-提高了代码的可维护性，通过工厂类集中管理对象的创建

3.简述观察者模式的适用场景【答案】观察者模式适用于以下场景-当一个对象的状态变化需要通知其他对象时-当需要实现事件通知机制时-当需要实现可观察的主题-观察者关系时

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析工厂方法模式和抽象工厂模式的区别和适用场景【答案】工厂方法模式和抽象工厂模式的区别和适用场景如下-工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类适用于创建对象的种类较少，且每种对象的创建逻辑较为简单的情况-抽象工厂模式提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类适用于创建对象的种类较多，且每种对象的创建逻辑较为复杂的情况

2.分析适配器模式和装饰器模式的区别和适用场景【答案】适配器模式和装饰器模式的区别和适用场景如下-适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口适用于将不兼容的类组合在一起使用的情况-装饰器模式动态地给对象添加额外的职责适用于需要在运行时动态地扩展对象的功能的情况

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.设计一个简单的单例模式，用于管理数据库连接池【答案】设计一个简单的单例模式，用于管理数据库连接池的代码如下```pythonclassDatabaseConnectionPool:_instance=Nonedef__new__cls:ifcls._instanceisNone:cls._instance=superDatabaseConnectionPool,cls.__new__clscls._instance.connections=[]returncls._instancedefadd_connectionself,connection:self.connections.appendconnectiondefget_connectionself:ifself.connections:returnself.connections.pop0else:raiseExceptionNoconnectionsavailabledefrelease_connectionself,connection:self.connections.appendconnection```

2.设计一个简单的工厂方法模式，用于创建不同类型的形状对象【答案】设计一个简单的工厂方法模式，用于创建不同类型的形状对象的代码如下```pythonfromabcimportABC,abstractmethodclassShapeABC:@abstractmethoddefdrawself:passclassCircleShape:defdrawself:printDrawingCircleclassSquareShape:defdrawself:printDrawingSquareclassShapeFactory:@staticmethoddefget_shapeshape_type:ifshape_type==circle:returnCircleelifshape_type==square:returnSquareelse:raiseExceptionInvalidshapetype使用工厂方法创建形状对象shape1=ShapeFactory.get_shapecircleshape

1.drawshape2=ShapeFactory.get_shapesquareshape

2.draw```

八、标准答案

一、单选题

1.B

2.B

3.C

4.B

5.B

6.C

7.B

8.A

9.A

10.A

二、多选题

1.A、B、C

2.A、B、C

3.A、B、C、D

4.A、B、C

5.A、B、C、D

三、填空题

1.结构型；行为型；创建型

2.全局访问点

3.客户希望的另一个接口

4.一对多依赖关系

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（×）

4.（√）

5.（×）

五、简答题

1.单例模式的适用场景-确保一个类只有一个实例-提供一个全局访问点-当需要控制资源访问时，如数据库连接池-当需要频繁创建和销毁对象时，如线程池

2.工厂方法模式的优点-降低了客户端代码与具体产品类之间的耦合-提高了代码的可扩展性，增加新产品类时不需要修改客户端代码-提高了代码的可维护性，通过工厂类集中管理对象的创建

3.观察者模式的适用场景-当一个对象的状态变化需要通知其他对象时-当需要实现事件通知机制时-当需要实现可观察的主题-观察者关系时

六、分析题

1.分析工厂方法模式和抽象工厂模式的区别和适用场景-工厂方法模式定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类适用于创建对象的种类较少，且每种对象的创建逻辑较为简单的情况-抽象工厂模式提供一个接口，用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类适用于创建对象的种类较多，且每种对象的创建逻辑较为复杂的情况

2.分析适配器模式和装饰器模式的区别和适用场景-适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口适用于将不兼容的类组合在一起使用的情况-装饰器模式动态地给对象添加额外的职责适用于需要在运行时动态地扩展对象的功能的情况

七、综合应用题

1.设计一个简单的单例模式，用于管理数据库连接池```pythonclassDatabaseConnectionPool:_instance=Nonedef__new__cls:ifcls._instanceisNone:cls._instance=superDatabaseConnectionPool,cls.__new__clscls._instance.connections=[]returncls._instancedefadd_connectionself,connection:self.connections.appendconnectiondefget_connectionself:ifself.connections:returnself.connections.pop0else:raiseExceptionNoconnectionsavailabledefrelease_connectionself,connection:self.connections.appendconnection```

2.设计一个简单的工厂方法模式，用于创建不同类型的形状对象```pythonfromabcimportABC,abstractmethodclassShapeABC:@abstractmethoddefdrawself:passclassCircleShape:defdrawself:printDrawingCircleclassSquareShape:defdrawself:printDrawingSquareclassShapeFactory:@staticmethoddefget_shapeshape_type:ifshape_type==circle:returnCircleelifshape_type==square:returnSquareelse:raiseExceptionInvalidshapetype使用工厂方法创建形状对象shape1=ShapeFactory.get_shapecircleshape

1.drawshape2=ShapeFactory.get_shapesquareshape

2.draw```。