2016年上半年（下午）《軟件設(shè)計(jì)師》真題

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1、2016年上半年（下午）《軟件設(shè)計(jì)師》真題 注意：圖片可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整大小 卷面總分：6分 答題時(shí)間：240分鐘 試卷題量：6題 練習(xí)次數(shù)：0次 問答題 （共6題，共6分） 1.某軟件系統(tǒng)中，已設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于顯示地址信息的類Address（如圖5-1所示），現(xiàn)要求提供基于Dutch語言的地址信息顯示接口。為了實(shí)現(xiàn)該要求并考慮到以后可能還會(huì)出現(xiàn)新的語言的接口，決定采用適配器（Adapter）模式實(shí)現(xiàn)該要求，得到如圖5-1所示的類圖。 圖5-1適配器模式類圖 【C++代碼】 #include＜i

2、ostream> using namespace std; class Address{ public: void stree（　?。﹞/*實(shí)現(xiàn)代碼省略*/} void zip（　?。﹞/*實(shí)現(xiàn)代碼省略*/} void city（　?。﹞/*實(shí)現(xiàn)代碼省略*/} ∥其他成員省略 }; class DutchAddress{ public: virtual void straat（　　）=0; virtual void postcode（　?。?0; virtual void plaats（　?。?0; //其他成員省略 }; class DutchAddressA

3、dapter:public DutchAddress{ private: （1）; public: DutchAddressAdapter(Address*addr){ address=addr; } void straat（　?。﹞ （2）; } void postcode（　?。﹞ （3）; } void plaat（　?。﹞ （4）; } //其他成員省略 }; void testDutch(DutchAddress*addr){ addr->straat（　?。? addr->postcode（　?。? addr->plaats（　?。? }

4、 int main（　?。﹞ Address*addr=new Address（　?。? （5）; cout＜＜"\n The DutchAddress\n"＜＜endl; testDutch(addrAdapter); return 0; } 正確答案： 本題解析： （1）Address*address; （2）address->street(); （3）address->zip(); （4）address->city(); （5）DutchAddress*addrAdapter

5、=new DutchAddressAdaptor(addr); 本題考查的是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，結(jié)合設(shè)計(jì)模式。本題涉及的設(shè)計(jì)模式是適配器。 對(duì)于代碼填空，可以參照類圖和代碼上下文補(bǔ)充。 首先理清類與類之間的繼承關(guān)系，再根據(jù)上下文填寫。 對(duì)于第（1）空，DutchAddressAdapter繼承了DutchAddress方法，根據(jù)下面的同名構(gòu)造函數(shù)可知，該類定義了一個(gè)名叫address的參數(shù)，而根據(jù)代碼上下文可以，address的類型為Address。本空應(yīng)該填寫Address*address。 第（2）（3）（4）空是接口轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)，而在DutchAddressAdapter涉及的

6、方法，可以從類圖中找到，分別是straat()，postcode()，plaats()，適配器的目的是接口轉(zhuǎn)換，即用這些方法分別展現(xiàn)原有Address中的street()、zip()、city()方法，因此這3個(gè)空分別填寫address->street()、address->zip()、address->city()。 對(duì)于第（5）空，根據(jù)上下文最終調(diào)用testDutch方法的對(duì)象是addrAdapter，而此處是將原有的Address對(duì)象addr轉(zhuǎn)換為接口對(duì)象，因此此處填寫 DutchAddress*addrAdapter=new DutchAddressAdapter(addr)。

7、 2.某會(huì)議中心提供舉辦會(huì)議的場地設(shè)施和各種設(shè)備，供公司與各類組織機(jī)構(gòu)租用。場地包括一個(gè)大型報(bào)告廳、一個(gè)小型報(bào)告廳以及諸多會(huì)議室。這些報(bào)告廳和會(huì)議室可提供的設(shè)備有投影儀、白板、視頻播放/回放設(shè)備、計(jì)算機(jī)等。為了加強(qiáng)管理，該中心欲開發(fā)一會(huì)議預(yù)訂系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要功能如下。 （1）檢查可用性?？蛻籼峤活A(yù)訂請(qǐng)求后，檢查預(yù)訂表，判定所申請(qǐng)的場地是否在申請(qǐng)日期內(nèi)可用；如果不可用，返回不可用信息。 （2）臨時(shí)預(yù)訂。會(huì)議中心管理員收到客戶預(yù)定請(qǐng)求的通知之后，提交確認(rèn)。系統(tǒng)生成新臨時(shí)預(yù)訂存入預(yù)訂表，并對(duì)新客戶創(chuàng)建一條客戶信息記錄加以保存。根據(jù)客戶記錄給客戶發(fā)送臨時(shí)預(yù)訂確認(rèn)信息和支

8、付定金要求。 （3）分配設(shè)施與設(shè)備。根據(jù)臨時(shí)預(yù)訂或變更預(yù)定的設(shè)備和設(shè)施需求，分配所需設(shè)備（均能滿足用戶要求）和設(shè)施，更新相應(yīng)的表和預(yù)訂表。 （4）確認(rèn)預(yù)訂。管理員收到客戶支付定金的通知后，檢查確認(rèn)，更新預(yù)訂表，根據(jù)客戶記錄給客戶發(fā)送預(yù)訂確認(rèn)信息。 （5）變更預(yù)訂?？蛻暨€可以在支付余款前提交變更預(yù)訂請(qǐng)求，對(duì)變更的預(yù)訂請(qǐng)求檢查可用性，如果可用，分配設(shè)施和設(shè)備；如果不可用，返回不可用信息。管理員確認(rèn)變更后，根據(jù)客戶記錄給客戶發(fā)送確認(rèn)信息。 （6）要求付款。管理員從預(yù)訂表中查詢距預(yù)訂的會(huì)議時(shí)間兩周內(nèi)的預(yù)定，根據(jù)客戶記錄給滿足條件的客戶發(fā)送支付余款要求。 （7）支付余款。管理員收到客戶余款支付

9、的通知后，檢查確認(rèn)，更新預(yù)訂表中的已支付余款信息。 現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)化方法對(duì)會(huì)議預(yù)定系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，獲得如圖1-1所示的上下文數(shù)據(jù)流圖和圖1-2所示的0層數(shù)據(jù)流圖（不完整）。 圖1-1上下文數(shù)據(jù)流圖 圖1-2 0層數(shù)據(jù)流圖 【問題1】（2分） 使用說明中的詞語，給出圖1-1中的實(shí)體E1～E2的名稱。 【問題2】（4分） 使用說明中的詞語，給出圖1-2中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)D1～D4的名稱。 【問題3】（6分） 根據(jù)說明和圖中術(shù)語，補(bǔ)充圖1-2之中缺失的數(shù)據(jù)流及其起點(diǎn)和終點(diǎn)。 【問題4】（3分） 如果發(fā)送給客戶的確認(rèn)信息是通過Email系統(tǒng)向客戶信息中的電子郵件地址進(jìn)行發(fā)送的，

10、那么需要對(duì)圖1-1和1-2進(jìn)行哪些修改？用150字以內(nèi)文字加以說明。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 E1：客戶 E2：管理員 【問題2】 D1：預(yù)定表 D2：客戶信息記錄表 D3：設(shè)施表（場地表或場地設(shè)施表） D4：設(shè)備表 注：D3、D4可互換 【問題3】 【問題4】 圖1-1中：增加外部實(shí)體“第三方Email系統(tǒng)”，將臨時(shí)預(yù)訂/預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)均修改至“第三方Email系統(tǒng)”。 圖1-2中：增加外部實(shí)體“第三方Email系統(tǒng)”，增加加工“發(fā)送郵件”，將臨時(shí)預(yù)訂/

11、預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)均修改至“發(fā)送郵件”加工，并增加從D2到“發(fā)送郵件”加工的數(shù)據(jù)流“電子郵件地址”，再從發(fā)送郵件加工引出數(shù)據(jù)流臨時(shí)預(yù)訂/預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)為第三方Email系統(tǒng)。 本題考查數(shù)據(jù)流圖（DFD）應(yīng)用于采用結(jié)構(gòu)化方法進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，是比較傳統(tǒng)的題目，要求考生細(xì)心分析題目中所描述的內(nèi)容。 DFD是一種便于用戶理解、分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程的圖形化建模工具，是系統(tǒng)邏輯模型的重要組成部分。 【問題1】 本題要求找到圖1-1中實(shí)體對(duì)應(yīng)關(guān)系，從題干描述，可以找到兩個(gè)實(shí)體，客戶和會(huì)議中心管理員，由“客戶提交預(yù)訂請(qǐng)求后，檢查預(yù)訂表，判定所申請(qǐng)的場地是否在申請(qǐng)日期內(nèi)可用；如果不可用，返回

12、不可用信息?！碧峤活A(yù)定申請(qǐng)并且接收不可用信息的是客戶，因此E1為客戶；“會(huì)議中心管理員收到客戶預(yù)定請(qǐng)求的通知之后，提交確認(rèn)”接收預(yù)定請(qǐng)求的通知，并且提交確認(rèn)的是會(huì)議中心管理員，因此E2為管理員。 【問題2】 本題要求找到圖1-2中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由“客戶提交預(yù)訂請(qǐng)求后，檢查預(yù)訂表，判定所申請(qǐng)的場地是否在申請(qǐng)日期內(nèi)可用；如果不可用，返回不可用信息?！笨芍颂幱蓄A(yù)訂表存儲(chǔ)，與1檢查可用性交互，因此D1為預(yù)訂表。 由“系統(tǒng)生成新臨時(shí)預(yù)訂存入預(yù)訂表，并對(duì)新客戶創(chuàng)建一條客戶信息記錄加以保存”，此處與2臨時(shí)預(yù)定有交互的是預(yù)訂表和保存客戶信息記錄的存儲(chǔ)，預(yù)訂表已確定為D1，因此D2為存儲(chǔ)客戶信息記錄

13、的文件，可命名為客戶記錄、客戶表、客戶信息記錄表等形式。 由“根據(jù)臨時(shí)預(yù)訂或變更預(yù)定的設(shè)備和設(shè)施需求，分配所需設(shè)備（均能滿足用戶要求）和設(shè)施，更新相應(yīng)的表和預(yù)訂表”，此處與3分配設(shè)施與設(shè)備相關(guān)的存儲(chǔ)由預(yù)訂表，設(shè)施和設(shè)備相應(yīng)的表，因此D3、D4為設(shè)施表、設(shè)備表，二者可互換。 【問題3】 本題要求找到圖1-2中缺失的數(shù)據(jù)流。 對(duì)于缺失數(shù)據(jù)流的查找，一般首先根據(jù)父圖與子圖平衡的原則查找，再根據(jù)題干說明查找，一般來說題干中的說明都可以在圖中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流。 根據(jù)子圖與父圖平衡原則： 圖1-1由付款憑據(jù)數(shù)據(jù)流，而在1-2中對(duì)應(yīng)由已支付定金憑據(jù)，是對(duì)父圖數(shù)據(jù)流的拆分，因此此處缺失已支付余款憑

14、據(jù)，起點(diǎn)為E1客戶，終點(diǎn)為7支付余款。 圖1-1有系統(tǒng)到客戶的預(yù)定確認(rèn)信息，而1-2中沒有，因此此處缺失數(shù)據(jù)流預(yù)定確認(rèn)信息，起點(diǎn)是4確認(rèn)預(yù)定，終點(diǎn)是E1客戶。 根據(jù)題干描述查找： 根據(jù)“（4）確認(rèn)預(yù)訂。管理員收到客戶支付定金的通知后，檢查確認(rèn)，更新預(yù)訂表，根據(jù)客戶記錄給客戶發(fā)送預(yù)訂確認(rèn)信息”，對(duì)于4確認(rèn)預(yù)定加工，有輸出到管理員的客戶支付定金通知，輸出到預(yù)訂表更新支付確認(rèn)，輸出到客戶，發(fā)送預(yù)定確認(rèn)信息（上面已補(bǔ)充此數(shù)據(jù)流），此時(shí)缺少根據(jù)客戶記錄，即起點(diǎn)為客戶表的輸入數(shù)據(jù)流-客戶記錄。對(duì)于5變更預(yù)定、6要求付款，都需要根據(jù)客戶記錄發(fā)送消息，因此都缺失起點(diǎn)為客戶表的客戶記錄數(shù)據(jù)流，同時(shí)，對(duì)于6

15、要求付款加工還需要“管理員從預(yù)訂表中查詢距預(yù)訂的會(huì)議時(shí)間兩周內(nèi)的預(yù)訂”，此處還缺少查詢預(yù)訂結(jié)果的返回，即起點(diǎn)為D1預(yù)訂表的“距預(yù)訂的會(huì)議時(shí)間兩周內(nèi)的預(yù)訂”數(shù)據(jù)流。 【問題4】 圖1-1中：增加外部實(shí)體“第三方Email系統(tǒng)”，將臨時(shí)預(yù)訂/預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)均修改至“第三方Email系統(tǒng)”。 圖1-2中：增加外部實(shí)體“第三方Email系統(tǒng)”，增加加工“發(fā)送郵件”，將臨時(shí)預(yù)訂/預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)均修改至“發(fā)送郵件”加工，并增加從D2到“發(fā)送郵件”加工的數(shù)據(jù)流“電子郵件地址”，再從發(fā)送郵件加工引出數(shù)據(jù)流，臨時(shí)預(yù)訂/預(yù)訂/變更確認(rèn)信息終點(diǎn)為第三方Email系統(tǒng)。如下圖所示：

16、 3.某銷售公司當(dāng)前的銷售業(yè)務(wù)為商城實(shí)體店銷售?，F(xiàn)該公司擬開展網(wǎng)絡(luò)銷售業(yè)務(wù)，需要開發(fā)一個(gè)信息化管理系統(tǒng)。請(qǐng)根據(jù)公司現(xiàn)有業(yè)務(wù)及需求完成該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。 【需求描述】 （1）記錄公司所有員工的信息。員工信息包括工號(hào)、身份證號(hào)、姓名、性別、出生日期和電話，并只登記一部電話。 （2）記錄所有商品的信息。商品信息包括商品名稱、生產(chǎn)廠家、銷售價(jià)格和商品介紹。系統(tǒng)內(nèi)部用商品條碼唯一區(qū)別每種商品。 （3）記錄所有顧客的信息。顧客信息包括顧客姓名、身份證號(hào)、登錄名、登錄密碼、和電話號(hào)碼。一位顧客只能提供一個(gè)電話號(hào)碼。系統(tǒng)自動(dòng)生成唯一的顧客編號(hào)。 （4）顧客登錄系統(tǒng)之后，在網(wǎng)上

17、商城購買商品。顧客可將選購的商品置入虛擬的購物車內(nèi)，購物車可長期存放顧客選購的所有商品。顧客可在購物車內(nèi)選擇商品、修改商品數(shù)量后生成網(wǎng)購訂單。訂單生成后，由顧客選擇系統(tǒng)提供的備選第三方支付平臺(tái)進(jìn)行電子支付，支付成功后系統(tǒng)需要記錄唯一的支付憑證編號(hào)，然后由商城根據(jù)訂單進(jìn)行線下配送。 （5）所有的配送商品均由倉庫統(tǒng)一出庫。為方便顧客，允許每位顧客在系統(tǒng)中提供多組收貨地址、收貨人及聯(lián)系電話。一份訂單所含的多個(gè)商品可能由多名分揀員根據(jù)商品所在倉庫信息從倉庫中進(jìn)行分揀操作，分揀后的商品交由配送員根據(jù)配送單上的收貨地址進(jìn)行配送。 （6）新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求記錄實(shí)體店的每筆銷售信息，包括營業(yè)員、顧客、所售商

18、品及其數(shù)量。 【概念模型設(shè)計(jì)】 根據(jù)需求階段收集的信息，設(shè)計(jì)的實(shí)體聯(lián)系圖（不完整）如圖所示。 【邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】 根據(jù)概念模型設(shè)計(jì)階段完成的實(shí)體聯(lián)系圖，得出如下關(guān)系模式（不完整）： 員工（工號(hào)，身份證號(hào)，姓名，性別，出生日期，電話） 商品（商品條碼，商品名稱，生產(chǎn)廠家，銷售價(jià)格，商品介紹，（a）） 顧客（顧客編號(hào)，姓名，身份證號(hào)，登錄名，登錄密碼，電話） 收貨地點(diǎn)（收貨ID，顧客編號(hào)，收貨地址，收貨人，聯(lián)系電話） 購物車（顧客編號(hào)，商品條碼，商品數(shù)量） 訂單（訂單ID，顧客編號(hào)，商品條碼，商品數(shù)量，（b）） 分檢（分揀ID，分揀員工號(hào)，（c），分揀時(shí)間） 配送（配送I

19、D，分揀ID，配送員工號(hào)，收貨ID，配送時(shí)間，簽收時(shí)間，簽收快照） 銷售（銷售ID，營業(yè)員工號(hào)，顧客編號(hào)，商品條碼，商品數(shù)量） 【問題1】（4分） 補(bǔ)充圖中的“配送“聯(lián)系所關(guān)聯(lián)的對(duì)象及聯(lián)系類型。 【問題2】（6分） 補(bǔ)充邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的（a）、（b）和（c）三處空缺。 【問題3】（5分） 對(duì)于實(shí)體店銷售，若要增加送貨上門服務(wù)，由營業(yè)員在系統(tǒng)中下訂單，與網(wǎng)購的訂單進(jìn)行后續(xù)的統(tǒng)一管理。請(qǐng)根據(jù)該需求，對(duì)圖進(jìn)行補(bǔ)充，并修改訂單關(guān)系模式。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 補(bǔ)充內(nèi)容如圖中虛線所示

20、： 【問題2】 （a）所在倉庫 （b）支付憑證 （c）訂單ID，商品條碼 【問題3】 補(bǔ)充內(nèi)容如圖中虛線所示： 關(guān)系模式：訂單（訂單ID，顧客編號(hào)（FK），商品條碼（FK），商品數(shù)量，銷售ID（FK），支付憑證）。 注：用FK標(biāo)注外鍵。 本題考查數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 此類題目要求考生認(rèn)真閱讀題目中的需求描述，配合已給出的E-R圖，理解概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者對(duì)實(shí)體及聯(lián)系的劃分和組織方法，結(jié)合需求描述完成E-R圖中空缺部分，并使用E-R圖向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換方法，完成邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 【問題1】 根據(jù)所給E-R圖，結(jié)合需求描述，購物車作為顧客和商品之間的聯(lián)系，

21、而訂單由顧客從購物車中選擇商品生成，因此將購物車這一聯(lián)系當(dāng)作實(shí)體，與訂單實(shí)體產(chǎn)生聯(lián)系。將聯(lián)系當(dāng)作實(shí)體參與另一聯(lián)系，稱為聚合，通常當(dāng)后一聯(lián)系與此聯(lián)系相關(guān)時(shí)，采用這種設(shè)計(jì)方法。顧客可以從購物車中生成多個(gè)訂單，一個(gè)訂單只能從一個(gè)購物車?yán)锾崛∩唐?，屬于一?duì)多聯(lián)系。 根據(jù)需求描述中的“分揀后的商品交由配送員根據(jù)配送單上的收貨地址進(jìn)行配送?！笨梢灾?，配送是與分揀聯(lián)系相關(guān)的聯(lián)系，同樣的，將分揀聯(lián)系進(jìn)行聚合，參與配送聯(lián)系，同時(shí)參與配送聯(lián)系的還有配送員和地點(diǎn)，為多對(duì)多對(duì)多聯(lián)系，語義為配送員根據(jù)分揀結(jié)構(gòu)按照收貨地點(diǎn)進(jìn)行配送，與需求相符。 【問題2】 本小題考核E-R圖向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換。由于E-R圖中沒有畫

22、出實(shí)體及聯(lián)系的屬性，需要根據(jù)需求描述進(jìn)行補(bǔ)充。根據(jù)需求中的“一種商品只能放在一個(gè)倉庫中”和“一份訂單所含的多個(gè)商品可能由多名分揀員根據(jù)商品的所在倉庫信息從倉庫中進(jìn)行分揀操作”，可以確定“所在倉庫”作為商品實(shí)體的屬性，轉(zhuǎn)入商品關(guān)系中。 訂單關(guān)系由E-R圖中的訂單實(shí)體和一對(duì)多聯(lián)系網(wǎng)站合并而成，取一方的主碼，即購物車這一聯(lián)系的主碼，為參與該聯(lián)系的實(shí)體的主碼商品條碼和顧客編號(hào)，加上網(wǎng)購聯(lián)系的屬性數(shù)量，并入到訂單實(shí)體轉(zhuǎn)成的關(guān)系模式中。訂單ID為訂單實(shí)體的標(biāo)識(shí)符，訂單實(shí)體的其他屬性需要通過需求描述中獲取。根據(jù)需求“訂單生成后，由顧客選擇系統(tǒng)提供的備選第三方支付平臺(tái)進(jìn)行電子支付，支付成功后系統(tǒng)需要記錄唯一

23、的支付憑證編號(hào)”，支付憑證編號(hào)應(yīng)為訂單的屬性，轉(zhuǎn)入訂單關(guān)系中。 E-R圖中的分揀聯(lián)系為分揀員與訂單之間的多對(duì)多聯(lián)系，轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的分揀關(guān)系模式，應(yīng)包含分揀員實(shí)體的標(biāo)識(shí)符分揀員工號(hào)和訂單實(shí)體的標(biāo)識(shí)符訂單ID，“一份訂單所含的多個(gè)商品可能由多名分揀員根據(jù)商品所在倉庫信息從倉庫中進(jìn)行分揀操作”，需要補(bǔ)充商品條碼號(hào)加以區(qū)分，及分揀聯(lián)系的屬性分揀時(shí)間。 【問題3】 實(shí)體店的訂單是營業(yè)員根據(jù)銷售結(jié)果生成的，將銷售聯(lián)系聚合成實(shí)體，與訂單產(chǎn)生聯(lián)系。一筆銷售對(duì)應(yīng)一個(gè)訂單，一個(gè)訂單對(duì)應(yīng)一筆銷售，為一對(duì)一聯(lián)系。轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式時(shí)，將此聯(lián)系歸入訂單關(guān)系，即取銷售的標(biāo)識(shí)符銷售ID加入到訂單關(guān)系模式中。

24、 4.某軟件公司欲設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬世界仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)中的虛擬世界用于模擬現(xiàn)實(shí)世界中的不同環(huán)境（由用戶設(shè)置并創(chuàng)建），用戶通過操作仿真系統(tǒng)中的1~2個(gè)機(jī)器人來探索虛擬世界。機(jī)器人維護(hù)著兩個(gè)變量b1和b2，用來保存從虛擬世界中讀取的字符。 該系統(tǒng)的主要功能描述如下： （1）機(jī)器人探索虛擬世界（RunRobots）。用戶使用編輯器（Editor）編寫文件以設(shè)置想要模擬的環(huán)境，將文件導(dǎo)入系統(tǒng)（LoadFile）從而在仿真系統(tǒng)中建立虛擬世界（SetupWorld）。機(jī)器人在虛擬世界中的行為也在文件中進(jìn)行定義，建立機(jī)器人的探索行為程序（SetupProgram）。機(jī)器人在虛擬世界中探索時(shí)

25、（RunProgram），有2種運(yùn)行模式： ①自動(dòng)控制（Run）：事先編排好機(jī)器人的動(dòng)作序列（指令（Instruction）），執(zhí)行指令，使機(jī)器人可以連續(xù)動(dòng)作。若干條指令構(gòu)成機(jī)器人的指令集（InstructionSet）。 ②單步控制（Step）：自動(dòng)控制方式的一種特殊形式，只執(zhí)行指定指令中的一個(gè)動(dòng)作。 （2）手動(dòng)控制機(jī)器人（ManipulateRobots）。選定1個(gè)機(jī)器人后（SelectRobot），可以采用手動(dòng)方式控制它。手動(dòng)控制有4種方式： ①M(fèi)ove：機(jī)器人朝著正前方移動(dòng)一個(gè)交叉點(diǎn)。 ②Left：機(jī)器人原地沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90度。 ③Read：機(jī)器人讀取其所在位置的字符，

26、并將這個(gè)字符的值賦給b1；如果這個(gè)位置上沒有字符，則不改變b1的當(dāng)前值。 ④Write：將b1中的字符寫入機(jī)器人當(dāng)前所在的位置，如果這個(gè)位置上已經(jīng)有字符，該字符的值將會(huì)被b1的值替代。如果這時(shí)b1沒有值，即在執(zhí)行Write動(dòng)作之前沒有執(zhí)行過任何Read動(dòng)作，那么需要提示用戶相應(yīng)的錯(cuò)誤信息（ShowErrors）。 手動(dòng)控制與單步控制的區(qū)別在于，單步控制時(shí)執(zhí)行的是指令中的動(dòng)作，只有一種控制方式，即執(zhí)行下個(gè)動(dòng)作；而手動(dòng)控制時(shí)有4種動(dòng)作。 現(xiàn)采用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)該仿真系統(tǒng)，得到如圖3-1所示的用例圖和圖3-2所示的初始類圖。圖3-2中的類“Interpreter”和“Parser”用于解

27、析描述虛擬世界的文件以及機(jī)器人行為文件中的指令集。 圖3-1用例圖 圖3-2初始類圖 【問題1】（6分） 根據(jù)說明中的描述，給出圖3-1中U1～U6所對(duì)應(yīng)的用例名。 【問題2】（4分） 圖3-1中用例U1～U6分別與哪個(gè)（哪些）用例之間有關(guān)系，是何種關(guān)系？ 【問題3】（5分） 根據(jù)說明中的描述，給出圖3-2中C1～C5所對(duì)應(yīng)的類名。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 U1/U2：Run、Step U3：Write U4/U5/U6：Move、Left、Read 【問題2

28、】 U1和U2和RunProgram有泛化關(guān)系。 U3，U4，U5，U6和Manipulate Robots有泛化關(guān)系。 【問題3】 C1：World/虛擬世界 C2：Robots C3：Instruction C4：InstructionSet C5：Errors 本題考查的是面向?qū)ο骍ML建模內(nèi)容，涉及到用例圖和類圖。 在本題中部分信息隱含，有一定難度，需要認(rèn)真閱讀并理解題干說明。 【問題1】 問題1要求補(bǔ)充U1~U6用例名，答案可根據(jù)題干說明和圖示關(guān)系判斷，較為容易，具體分析過程如下： （1）對(duì)于U1、U2用例與Run Program相關(guān)，從題干說明“機(jī)器人在虛

29、擬世界中探索時(shí)（RunProgram），有2種運(yùn)行模式：①自動(dòng)控制（Run）…②單步控制（Step）…”，因此可以判斷U1、U2分別為Run和Step用例，二者位置可以互換。 （2）從題干說明“手動(dòng)控制機(jī)器人（ManipulateRobots）。選定1個(gè)機(jī)器人后（SelectRobot），可以采用手動(dòng)方式控制它。手動(dòng)控制有4種方式：①M(fèi)ove：…②Left：…③Read：…④Write：…”可以看到與ManipulateRobots相關(guān)的用例有Move，Left，Read，Write，又根據(jù)Write的說明“即在執(zhí)行Write動(dòng)作之前沒有執(zhí)行過任何Read動(dòng)作，那么需要提示用戶相應(yīng)的錯(cuò)誤信息

30、（ShowErrors）”可以看到，與ShowErrors相關(guān)的用例是Write，即U3為Write。剩余U4、U5、U6分別為Move、Left、Read，三者位置可以互換。 【問題2】 判斷用例之間的關(guān)系。用例之間的關(guān)系有三種：泛化、擴(kuò)展和包含。 包含關(guān)系：其中這個(gè)提取出來的公共用例稱為抽象用例，而把原始用例稱為基本用例或基礎(chǔ)用例系。當(dāng)可以從兩個(gè)或兩個(gè)以上的用例中提取公共行為時(shí)，應(yīng)該使用包含關(guān)系來表示它們。 擴(kuò)展關(guān)系：如果一個(gè)用例明顯地混合了兩種或兩種以上的不同場景，即根據(jù)情況可能發(fā)生多種分支，則可以將這個(gè)用例分為一個(gè)基本用例和一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展用例，這樣使描述可能更加清晰。 泛化關(guān)

31、系：當(dāng)多個(gè)用例共同擁有一種類似的結(jié)構(gòu)和行為的時(shí)候，可以將它們的共性抽象成為父用例，其他的用例作為泛化關(guān)系中的子用例。在用例的泛化關(guān)系中，子用例是父用例的一種特殊形式，子用例繼承了父用例所有的結(jié)構(gòu)、行為和關(guān)系。 （1）RunProgram有兩種運(yùn)行模式，即Run和Step分別是RunProgram的一種，二者與RunProgram是特殊/一般的關(guān)系，RunProgram與U1、U2是泛化關(guān)系。 （2）同理，Move、Left、Read、Write分別是手動(dòng)控制的四種方式之一，因此，這四者與Manipulate Robots是特殊/一般的關(guān)系，即Manipulate Robots與U3、U4、

32、U5、U6是泛化關(guān)系。 【問題3】 問題3由于部分信息隱含，所以難度較大。 （1）首先根據(jù)類圖，存在2組部分與整體的關(guān)系，分別是C3-C4，C1-C2，其中多重度關(guān)系：C4包含1~n個(gè)C3，C1包含1~2個(gè)C2，且C1和C4都與Interpreter、Parser有關(guān)。 （2）根據(jù)說明“類“Interpreter”和“Parser”用于解析描述虛擬世界的文件以及機(jī)器人行為文件中的指令集”，因此C1、C4分別是虛擬世界的文件和機(jī)器人行為文件中的指令集，后者題干給出為Instruction Set。其中滿足1…n多重度的應(yīng)該為指令I(lǐng)nstruction和InstructionSet，因此，

33、C3為Instruction，C4為InstructionSet。C1是虛擬世界的文件，可以寫作World（題干中虛擬世界只描述為World）。對(duì)于C2與World有1~2的多重度關(guān)系，根據(jù)題干說明，只有“用戶通過操作仿真系統(tǒng)中的1~2個(gè)機(jī)器人來探索虛擬世界”符合要求，因此C2為機(jī)器人（Robot/Robots）。 （3）剩下C5與World相關(guān)，根據(jù)題干描述“用戶使用編輯器（Editor）編寫文件以設(shè)置想要模擬的環(huán)境，將文件導(dǎo)入系統(tǒng)（LoadFile）從而在仿真系統(tǒng)中建立虛擬世界（SetupWorld）”，因此建立虛擬世界需要編輯器編輯文件，并將文件導(dǎo)入仿真系統(tǒng)，因此C5為仿真系統(tǒng)。

34、 5.某軟件系統(tǒng)中，已設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于顯示地址信息的類Address（如圖6-1所示），現(xiàn)要求提供基于Dutch語言的地址信息顯示接口。為了實(shí)現(xiàn)該要求并考慮到以后可能還會(huì)出現(xiàn)新的語言的接口，決定采用適配器（Adapter）模式實(shí)現(xiàn)該要求，得到如圖6-1所示的類圖。 圖6-1適配器模式類圖 【Java代碼】 import java.util.*; Class Address{ public void street（　?。﹞//實(shí)現(xiàn)代碼省略} public void zip（　?。﹞//實(shí)現(xiàn)代碼省略} public void city（　?。﹞//實(shí)現(xiàn)代

35、碼省略} //其他成員省略 }; class DutchAddress{ public void straat（　　）{//實(shí)現(xiàn)代碼省略} public void postcode（　?。﹞//實(shí)現(xiàn)代碼省略} public void plaats（　?。﹞//實(shí)現(xiàn)代碼省略} //其他成員省略 }; class DutchAddressAdapter extends DutchAddress{ private（1）; public DutchAddressAdapter(Address addr){ address=addr; } public void straat

36、（　?。﹞ （2）; } public void postcode（　?。﹞ （3）; } public void plaats（　?。﹞ （4）; } //其他成員省略 }; class Test{ public static void main(String[]args){ Address addr=new Address（　?。? （5）; System.out.println("\n The DutchAddress\n"); testDutch(addrAdapter); } Static void?testDutch(DutchAddress a

37、ddr){ addr.straat（　?。? addr.postcode（　?。? addr.plaats（　?。? } } 正確答案： 本題解析： （1）Address address; （2）address.street(); （3）address.zip(); （4）address.city(); （5）DutchAddress addrAdapter=new DutchAddressAdapter(addr); 本題考查的是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，結(jié)合設(shè)計(jì)模式。本題涉及的設(shè)計(jì)模式是

38、適配器。 對(duì)于代碼填空，可以參照類圖和代碼上下文補(bǔ)充。 首先理清類與類之間的繼承關(guān)系，再根據(jù)上下文填寫。 對(duì)于第（1）空，DutchAddressAdapter繼承了DutchAddress方法，根據(jù)下面的同名構(gòu)造函數(shù)可知，該類定義了一個(gè)名叫address的參數(shù)，而根據(jù)代碼上下文可以，address的類型為Address。本空應(yīng)該填寫Address?address； 第（2）（3）（4）空是接口轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)，而在DutchAddressAdapter涉及的方法，可以從類圖中找到，分別是straat()，postcode()，plaats()，適配器的目的是接口轉(zhuǎn)換，即用這些方法分別展

39、現(xiàn)原有Address中的street()、zip()、city()方法，因此這3個(gè)空分別填寫address.street()、address.zip()、address.city()。 對(duì)于第（5）空，根據(jù)上下文最終調(diào)用testDutch方法的對(duì)象是addrAdapter，而此處是將原有的Address對(duì)象addr轉(zhuǎn)換為接口對(duì)象，因此此處填寫 DutchAddress addrAdapter=new?DutchAddressAdapter(addr)。 6.在一塊電路板的上下兩端分別有n個(gè)接線柱。根據(jù)電路設(shè)計(jì)，用(i,π(i))表示將上端接線柱i與下端接線柱

40、π(i)相連，稱其為該電路板上的第i條連線。如圖4-1所示的π(i)排列為{8,7,4,2,5,1,9,3,10,6}。對(duì)于任何1≤i＜j≤n，第i條連線和第j條連線相交的充要條件是π(i)>π(j)。 圖4-1電路布線示意 在制作電路板時(shí)，要求將這n條連線分布到若干絕緣層上，在同一層上的連線不相交?，F(xiàn)在要確定將哪些連線安排在一層上，使得該層上有盡可能多的連線，即確定連線集Nets={(i,π(i))，1≤i≤n}的最大不相交子集。 【分析問題】 記N(i,j)={t|(t,π(t))∈Nets,t≤i,π(t)≤j}。N(i,j)的最大不相交子集為MNS(i,j)，size(i,

41、j)=|MNS(i,j)|。 經(jīng)分析，該問題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。對(duì)規(guī)模為n的電路布線問題，可以構(gòu)造如下遞歸式： 【C代碼】 下面是算法的C語言實(shí)現(xiàn)。 （1）變量說明 size[i][j]：上下端分別有i個(gè)和j個(gè)接線柱的電路板的第一層最大不相交連接數(shù) pi[i]：π(i)，下標(biāo)從1開始 （2）C程序 #include"stdlib.h" #include＜stdio.h> #define?N?10/*問題規(guī)模*/ int m=0；/*記錄最大連接集合中的接線柱*/ void maxNum(int pi[],int size[N+1][N+1],int n){/*求最大

42、不相交連接數(shù)*/ int i,j; for(j=0;j＜pi[1];j++)size[1][j]=0;/*當(dāng)j＜π(1)時(shí)*/ for(j=pi[1];j＜=n;j++)（1）;/*當(dāng)j>=π(1)時(shí)*/ for(i=2;i＜n;i++){ for(j=0;j＜pi[i];j++)（2）;/*當(dāng)j＜pi[i]時(shí)*/ for(j=pi[i];j＜=n；j++){/*當(dāng)j>=c[i]時(shí),考慮兩種情況*/ size[i][j]=size[i-1][j]>=size[i-1][pi[i]-1]+1?size[i-1][j]:size[i-1][pi[i]-1]+1; } } /*最

43、大連接數(shù)*/ size[n][n]=size[n-1][n]>=size[n-1][pi[n]-1]+1?size[n-1][n]:size[n-1][pi[n]-1]+1; } /*構(gòu)造最大不相交連接集合，net[i]表示最大不相交子集中第i條連線的上端接線柱的序號(hào)*/ void constructSet（int pi[],int size[N+1][N+1],int n,int net[n]）{ int i,j=n; m=0； for(i=n;i>1;i--){/*從后往前*/ if(size[i][j]!=size[i-1][j]){/*(i,pi[i])是最大不相交子集

44、的一條連線*/ （3）;/*將i記錄到數(shù)組net中，連接線數(shù)自增1*/ j=pi[i]-1;/*更新擴(kuò)展連線柱區(qū)間*/ } } if(j>=pi[1])net[m++]=1;/*當(dāng)i=1時(shí)*/ } 【問題1】（6分） 根據(jù)以上說明和C代碼，填充C代碼中的空（1）～（3）。 【問題2】（6分） 據(jù)題干說明和以上C代碼，算法采用了（4）算法設(shè)計(jì)策略。 函數(shù)maxNum和constructSet的時(shí)間復(fù)雜度分別為（5）和（6）（用O表示）。 【問題3】（3分） 若連接排列為{8,7,4,2,5,1,9,3,10,6}，即如圖4-1所示，則最大不相交連接數(shù)為（7），包含的連線

45、為（8）（用(i,π(i))的形式給出）。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 （1）size[1][j]=1 （2）size[i][j]=size[i-1][j] （3）net[m++]=i; 【問題2】 （4）動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法 （5）O(n2) （6）O(n) 【問題3】 （7）4 （8）（3，π（3），（5，π（5）），（7，π（7）），（9，π（9）） 或：（3，4），（5，5），（7，9），（9，10） 本題是算法設(shè)計(jì)題，涉及的算法策略是動(dòng)態(tài)規(guī)劃法。 【問題1】 本題要

46、求補(bǔ)充代碼，主要參照代碼注釋、題干的算法思路和遞歸式即可得到。 對(duì)于第（1）空，有注釋“當(dāng)j>=π(1)時(shí)”，此時(shí)屬于i=1的其他情況，找到遞歸式的條件，所以（1）空填寫size[1][j]=1； 對(duì)于第（2）空，有注釋“當(dāng)j＜π(i)時(shí)”，此時(shí)屬于i>1時(shí)，j＜π(i)的條件，找到遞歸式對(duì)應(yīng)條件，所以（2）空填寫size[i][j]=size[i-1][j]； 對(duì)于第（3）空，有注釋“將i記錄到數(shù)組net中，連接線數(shù)自增1”，將i記錄到net數(shù)組，即net[]=i，其中net位置應(yīng)該時(shí)連接線數(shù)m，此時(shí)為m++，因此（3）空填寫net[m++]=i。本空也可以根據(jù)后面的代碼推導(dǎo)。 【問

47、題2】 1、根據(jù)題干描述“經(jīng)分析，該問題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。對(duì)規(guī)模為n的電路布線問題，可以構(gòu)造如下遞歸式”，根據(jù)最優(yōu)子結(jié)構(gòu)可判斷本題使用的是動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的算法策略。 2、根據(jù)代碼，可以看到maxNum函數(shù)有兩層嵌套循環(huán)，因此時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)。 3、根據(jù)代碼，可以看到constructSet函數(shù)只有一層循環(huán)結(jié)構(gòu)，因此事件復(fù)雜度為O(n)。 【問題3】 這個(gè)是動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題，不相交的平行線。 設(shè)a[i][j]為上端接線柱i與下端接線柱j前的最大不相交子集，則： 若i與j不相連，則i與j前的最大不想交子集等于i與j-1前或i-1與j前的最大不相交子集的最大值，即a[i][j]=max(a[i][j-1],a[i-1][j]) 若i與j相連，則i與j前的最大不想交子集等于i-1與j-1前的最大不想交子集加1，即a[i][j]=a[i-1][j-1]+1 題目的意思就是要求出，沒有交叉的這種連線的數(shù)量達(dá)到最大的情況。此時(shí)，有4條這樣的線不會(huì)交叉，所以是大不相交子集連接數(shù)為4。如果你能找到5條這樣不交叉的線，則是5。就這個(gè)意思。 由此可得，最大不相交連接數(shù)為4，包含的連接線為：（3，π（3），（5，π（5）），（7，π（7）），（9，π（9））