2014年上半年（下午）《软件设计师》真题

某实验室欲建立一个实验室环境监测系统，能够显示实验室的温度、湿度以及洁净度等环境数据。当获取到最新的环境测量数据时，显示的环境数据能够更新。

现在采用观察者(Observer)模式来开发该系统。观察者模式的类图如图5-1所示。

【C++代码】

#include＜iostream>

#include＜vector>

using namespace std;

class Observer{

public:

virtual void update(float temp,float humidity,float cleanness)=0;

};

class Subject{

public:

virtual void registerObserver(Observer*o)=0;//注册对主题感兴趣的观察者

virtual void removeObserver(Observer*o)=0;//删除观察者

virtual void notifyObservers（　　）=0;//当主题发生变化时通知观察者

};

class EnvironmentData:public（1）{

private:

vector＜Observer*>observers;

float temperature,humidity,cleanness;

public:

void registerObserver(Observer*o){observers.push_back(o);}

void removeObserver(Observer*o){/*代码省略*/}

void notifyObservers（　　）{

for(vector＜Observer*>::const_iterator it=observers.begin（　　）;it!=observers.end（　　）;it++)

{（2）;}

}

Void measurementsChanged（　　）{（3）;}

void setMeasurements(float temperature,float humidity,float cleanness){

this->temperature=temperature;

this->humidity=humidity;

this->cleanness=cleanness;

（4）;

}

};

class CurrentConditionsDisplay:public（5）{

private:

float temperature,humidity,cleanness;

Subject*envData;

public:

CurrentConditionsDisplay(Subject*envData){

this->envData=envData;

（6）;

}

void update(float temperature,float humidity,float cleanness){this->temperature=temperature;

this->humidity=humidity;

this->cleanness=cleanness;

display（　　）;

}

void display（　　）{/*代码省略*/}

};

int main（　　）{

EnvironmentData*envData=new EnvironmentData（　　）;

CurrentConditionsDisplay*currentDisplay=new CurrentConditionsDisplay(envData);

envData->setMeasurements(80,65,30.4f);

return 0;

}

某巴士维修连锁公司欲开发巴士维修系统，以维护与维修相关的信息。该系统的主要功能如下：

1）记录巴士ID和维修问题。巴士到车库进行维修，系统将巴士基本信息和ID记录在巴士列表文件中，将待维修机械问题记录在维修记录文件中，并生成维修订单。

2）确定所需部件。根据维修订单确定维修所需部件，并在部件清单中进行标记。

3）完成维修。机械师根据维修记录文件中的待维修机械问题，完成对巴士的维修，登记维修情况；将机械问题维修情况记录在维修记录文件中，将所用部件记录在部件清单中，并将所用部件清单发送给库存管理系统以对部件使用情况进行监控。巴士司机可查看已维修机械问题。

4）记录维修工时。将机械师提供的维修工时记录在人事档案中，将维修总结发送给主管进行绩效考核。

5）计算维修总成本。计算部件清单中实际所用部件、人事档案中所用维修工时的总成本；将维修工时和所用部件成本详细信息给会计进行计费。

现采用结构化方法对巴士维修系统进行分析与设计，获得如图1-1所示的上下文数据流图和图1-2所示的0层数据流图。

【问题1】（5分）

使用说明中的词语，给出图1-1中的实体E1～E5的名称。

【问题2】（4分）

使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1～D4的名称。

【问题3】（3分）

说明图1-2中所存在的问题。

【问题4】（3分）

根据说明和图中术语，釆用补充数据流的方式，改正图1-2中的问题。要求给出所补充数据流的名称、起点和终点。

某家电销售电子商务公司拟开发一套信息管理系统，以方便对公司的员工、家电销售、家电厂商和客户等进行管理。

【需求分析】

（1）系统需要维护电子商务公司的员工信息、客户信息、家电信息和家电厂商信息等。员工信息主要包括：工号、姓名、性别、岗位、身份证号、电话、住址，其中岗位包括部门经理和客服等。客户信息主要包括：客户ID、姓名、身份证号、电话、住址、账户余额。家电信息主要包括：家电条码、家电名称、价格、出厂日期、所属厂商。家电厂商信息包括：厂商ID、厂商名称、电话、法人代表信息、厂址。

（2）电子商务公司根据销售情况，由部门经理向家电厂商订购各类家电。每个家电厂商只能由一名部门经理负责。

（3）客户通过浏览电子商务公司网站查询家电信息，与客服沟通获得优惠后，在线购买。

【概念模型设计】

根据需求阶段收集的信息，设计的实体联系图（不完整）如图2-1所示。

图2-1实体联系图

【逻辑结构设计】

根据概念模型设计阶段完成的实体联系图，得出如下关系模式〔不完整）：

客户（客户ID、姓名、身份证号、电话、住址、账户余额）

员工（工号、姓名、性别、岗位、身份证号、电话、住址）

家电（家电条码、家电名称、价格、出厂日期、（1））

家电厂商（厂商ID、厂商名称、电话、法人代表信息、厂址、（2））

购买（订购单号、（3）、金额）

【问题1】（6分）

补充图2-1中的联系和联系的类型。

【问题2】（6分）

根据图2-1，将逻辑结构设计阶段生成的关系模式中的空（1）～（3）补充完整。用下划线指出“家电”、“家电厂商”和“购买”关系模式的主键。

【问题3】（3分）

电子商务公司的主营业务是销售各类家电，对账户有余额的客户，还可以联合第二方基金公司提供理财服务，为此设立客户经理岗位。客户通过电子商务公司的客户经理和基金公司的基金经理进行理财。每名客户只有一名客户经理和一名基金经理负责，客户经理和基金经理均可负责多名客户。请根据该要求，对图2-1进行修改，画出修改后的实体间联系和联系的类型。

某高校图书馆欲建设一个图书馆管理系统，目前已经完成了需求分析阶段的工作。功能需求均使用用例进行描述，其中用例“借书（CheckOutBooks）”的详细描述如下。

参与者：读者（Patron）。

典型事件流：

1．输入读者ID；

2．确认该读者能够借阅图书，并记录读者ID；

3．输入所要借阅的图书ID；

4．根据图书目录中的图书ID确认该书可以借阅，计算归还时间，生成借阅记录；

5．通知读者图书归还时间。

重复步骤3~5，直到读者结束借阅图书。

备选事件流：

2a．若读者不能借阅图书，说明读者违反了图书馆的借书制度（例如，没有支付借书费用等）

①告知读者不能借阅，并说明拒绝借阅的原因；

②本用例结束。

4a．读者要借阅的书无法外借

①告知读者本书无法借阅；

②回到步骤3。

说明：图书的归还时间与读者的身份有关。如果读者是教师，图书可以借阅一年；如果是学生，则只能借阅3个月。读者ID中包含读者身份信息。

现采用面向对象方法开发该系统，得到如图3-1所示的系统类模型（部分）；以及如图3-2所示的系统操作“checkOut（bookID）（借书）”通信图（或协作图）。

【问题1】（8分）

根据说明中的描述，以及图3-1和图3-2，给出图3-1中C1-C4处所对应的类名（类名使用图3-1和图3-2中给出的英文词汇）。

【问题2】（4分）

根据说明中的描述，以及图3-1和图3-2，给出图3-2中M1-M4处所对应的方法名（方法名使用图3-1和图3-2中给出的英文词汇）。

【问题3】（3分）

用例“借书”的备选事件流4a中，根据借书制度来判定读者能否借阅图书。若图书馆的借书制度会不断地扩充，并需要根据图书馆的实际运行情况来调整具体使用哪些制度。为满足这一要求，在原有类设计的基础上，可以采用何种设计模式？简要说明原因。

某实验室欲建立一个实验室环境监测系统，能够显示实验室的温度、湿度以及洁净度等环境数据。当获取到最新的环境测量数据时，显示的环境数据能够更新。

现在采用观察者（Observer）模式来开发该系统。观察者模式的类图如图6-1所示。

【Java代码】

import java.util.*;

interface Observer{

public void update(float temp,float humidity,float cleanness);

}

interface Subject{

public void registerObserver(Observer o);//注册对主题感兴趣的观察者

public void removeObserver(Observer o);//删除观察者

public void notifyObservers（　　）;//当主题发生变化时通知观察者

}

class EnvironmentData implements（1）{

private ArrayList observers;

private float temperature,humidity,cleanness;

public EnvironmentData（　　）{observers=new ArrayList（　　）;}

public void registerObserver(Observer o){observers.add(o);}

public void removeObserver(Observer o){/*代码省略*/}

public void notifyObservers（　　）{

for(int i=0;i＜observers.size（　　）;i++){

Observer observer=(Observer)observers.get(i);

（2）;

}

}

public void measurementsChanged（　　）{（3）;}

public void setMeasurements(float temperature,float humidity,float cleanness){

this.temperature=temperature;

this.humidity=humidity;

this.cleanness=cleanness;

（4）;

}

}

class CurrentConditionsDisplay implements（5）{

private float temperature;

private float humidity;

private float cleanness;

private Subject envData;

public CurrentConditionsDisplay(Subject envData){

this.envData=envData;

（6）;

}

public void update(float temperature,float humidity,float cleanness){

this.temperature=temperature;

this.humidity=humidity;

this.cleanness=cleanness;

display（　　）;

}

public void display（　　）{/*代码省略*/}

}

class EnvironmentMonitor{

public static void main(String[]args){

EnvironmentData envData=new EnvironmentData（　　）;

CurrentConditionsDisplay currentDisplay=new CnrrentConditionsDisplay(envData);

envData.setMeasurements(80,65,30.4f);

}

}

采用归并排序对n个元素进行递增排序时，首先将n个元素的数组分成各含n/2个元素的两个子数组，然后用归并排序对两个子数组进行递归排序，最后合并两个已经排好序的子数组得到排序结果。

下面的C代码是对上述归并算法的实现，其中的常量和变量说明如下：

arr：待排序数组

p,q,r：一个子数组的位置从p到q，另一个子数组的位置从q+1到r

begin,end：待排序数组的起止位置

left,right：临时存放待合并的两个子数组

n1,n2：两个子数组的长度

i,j,k：循环变量

mid：临时变量

【C代码】

#inciude＜stdio.h>

#inciude＜stdlib.h>

#define MAX 65536

void merge(int arr[],int p,int q,int r){

int*left,*right;

int n1,n2,i,j,k;

n1=q-p+1;

n2=r-q;

if((left=(int*)malloc((n1+1)*sizeof(int)))=NULL){

perror("malloc error");

exit(1);

}

if((right=(int*)malloc((n2+1)*sizeof(int)))=NULL){

perror("malloc error");

exit(1);

}

for(i=0;i＜n1;i++){

left[i]=arr[p+i]；

}

left[i]=MAX；

for(i=0;i＜n2;i++){

right[i]=arr[q+i+1]

}

right[i]=MAX;

i=0;j=0;

for(k=p;（1）;k++){

if(left[i]>right[j]){

（2）;

j++;

}else{

arr[k]=left[i]；

i++；

}

}

}

void mergeSort(int arr[],int begin,int end){

int mid;

if(（3）){

mid=(begin+end)/2;

mergeSort(arr,begin,mid);

（4）;

merge(arr,begin,mid,end);

}

}

【问题1】（8分）

根据以上说明和C代码，填充1-4。

【问题2】（5分）

根据题干说明和以上C代码，算法采用了（5）算法设计策略。

分析时间复杂度时，列出其递归式位（6），解出渐进时间复杂度为（7）（用O符号表示）。空间复杂度为（8）（用O符号表示）。

【问题3】（2分）

两个长度分别为n1和n2的已经排好序的子数组进行归并，根据上述C代码，则元素之间比较次数为（9）。