2013年下半年（下午）《軟件設(shè)計師》真題

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1、2013年下半年（下午）《軟件設(shè)計師》真題 注意：圖片可根據(jù)實際需要調(diào)整大小 卷面總分：6分 答題時間：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.欲開發(fā)一個繪圖軟件，要求使用不同的繪圖程序繪制不同的圖形。以繪制直線和圓形為例，對應(yīng)的繪圖程序如表5-1所示。 表5-1不同的繪圖程序 該繪圖軟件的擴展性要求，將不斷擴充新的圖形和新的繪圖程序。為了避免出現(xiàn)類爆炸的情況，現(xiàn)采用橋接（Bridge）模式來實現(xiàn)上述要求，得到如圖5-1所示的類圖。 圖5-1類圖 【C+

2、+代碼】 class?DP1{ public: static void draw_a_line(double?x1,double?y1,double?x2,double?y2){/*代碼省略*/} static void draw_a_circle(double?x,double?y,double?r){/*代碼省略*/} }; class?DP2{ public: static void drawline(double x1,double x2,double y1,double y2){/*代碼省略*/} static void drawcircle(double x,do

3、uble y,double r){/*代碼省略*/} }; class?Drawing{ public: （1）; （2）; }; class V1Drawing:public Drawing{ public: void drawLine(double?x1,double?y1,double?x2,double?y2){/*代碼省略*/} void drawCircle(double?x,double?y,double?r){（3）;} }; class V2Drawing:public?Drawing{ public: void drawLine(double?x

4、1,double?y1,double?x2,double?y2){/*代碼省略*/} void drawCircle(double?x,double y,double?r){（4）;} }; class Shape{ public: （5）; Shape(Drawing*dp){_dp=dp;} void drawLine(double?x1,double?y1,double?x2,double y2){_dp->drawLine(x1,y1,x2,y2);} void drawCircle(double?x,double?y,double r){_dp->drawCircle

5、(x,y,r);} private:Drawing*_dp; }; class?Rectangle:public?Shape{ public: void draw（　?。﹞/*代碼省略*/} //其余代碼省略 }; class Circle:public Shape{ private:double_x,_y,_r; public: Circle(Drawing*dp,double x,double?y,double r):（6）{_x=x;_y=y;_r=r;} void draw（　?。﹞drawCircle(_x,_y,_r);} };

6、 正確答案： 本題解析： （1）virtual void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2)=0 （2）virtual void drawCircle(double x,double y,double r)=0 （3）DP1::draw_a_circle(x,y,r) （4）DP2::drawcircle(x,y,r) （5）virtual void?draw()=0 （6）Shape(dp) 根據(jù)類圖，可知：Drawing類有兩個函數(shù)drawLine()

7、、drawCircle(),在從繼承于它的兩個子類V1Drawing、V2Drawing中drawLine()、drawCircle()得到返回值類型為void及函數(shù)參數(shù)。則（1）為virtual void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2)=0;（2）為virtual void drawCircle(double x,double y,double r)=0。 根據(jù)V1Drawing與DP1之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，V2Drawing與DP2之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，可知(3)是去調(diào)用DP1中的靜態(tài)函數(shù)draw_a_circle(double x

8、,double y,double r)，則（3）為DP1::draw_a_circle(x,y,r)；(4)問同理，答案為DP2::drawcircle(x,y,r)。 （5）問從類圖中可知，Shape有三個方法draw()、drawLine()、drawCircle()；分析題目中給出的Shape的定義，少了一個draw()函數(shù)，可知（5）為draw()，在根據(jù)繼承于Shape的Circle和Rectangle分析，函數(shù)返回值為void，參數(shù)為空，則（5）為virtual void draw()=0。 （6）空考查繼承結(jié)構(gòu)中子類構(gòu)造函數(shù)的定義。構(gòu)造子類對象時，需要調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，這可

9、以通過初始化列表顯式指明需要調(diào)用的基類的構(gòu)造函數(shù)。在本題中，上文Shape類只定義了一個構(gòu)造函數(shù)，所以這里填寫的應(yīng)該為“Shape(dp)”。 2.某大學(xué)欲開發(fā)一個基于Web的課程注冊系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能如下： 1、驗證輸入信息 （1）檢查學(xué)生信息：檢查學(xué)生輸入的所有注冊所需信息。如果信息不合法，返回學(xué)生信息不合法提示；如果合法，輸出合法學(xué)生信息。 （2）檢查學(xué)位考試信息：檢查學(xué)生提供的學(xué)位考試結(jié)果。如果不合法，返回學(xué)位考試結(jié)果不合法提示；如果合法，檢查該學(xué)生注冊資格。 （3）檢查學(xué)生資格：根據(jù)合法學(xué)生信息和合法學(xué)位考試結(jié)果，檢查該學(xué)生對欲選課程的

10、注冊資格。如果無資格，返回?zé)o注冊資格提示；如果有注冊資格，則輸出注冊學(xué)生信息（包含選課學(xué)生標(biāo)識）和欲注冊課程信息。 2、處理注冊申請 （1）存儲注冊信息：將注冊學(xué)生信息記錄在學(xué)生庫。 （2）存儲所注冊課程：將選課學(xué)生標(biāo)識與欲注冊課程進行關(guān)聯(lián)，然后存入課程庫。 （3）發(fā)送注冊通知：從學(xué)生庫中讀取注冊學(xué)生信息，從課程庫中讀取所注冊課程信息，給學(xué)生發(fā)送接受提示；給教務(wù)人員發(fā)送所注冊課程信息和已注冊學(xué)生信息。 現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)化方法對課程注冊系統(tǒng)進行分析和設(shè)計，獲得如圖1-1所示的0層數(shù)據(jù)流圖和圖1-2所示的1層數(shù)據(jù)流圖。 圖1-1 0層數(shù)據(jù)流圖 圖1-2 1層數(shù)據(jù)流圖 【問題1

11、】（2分） 使用說明中的詞語，給出圖1-1中的實體E1和E2的名稱。 【問題2】（2分） 使用說明中的詞語，給出圖1-2中的數(shù)據(jù)存儲D1和D2的名稱。 【問題3】（8分） 根據(jù)說明和圖中術(shù)語，補充圖1-2中缺失的數(shù)據(jù)流及其起點和終點。 【問題4】（3分） 根據(jù)補充完整的圖1-1和圖1-2，說明上層的哪些數(shù)據(jù)流是由下層的哪些數(shù)據(jù)流組合而成。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 E1：學(xué)生 E2：教務(wù)人員 【問題2】 D1：學(xué)生庫 D2：課程庫 【問題3】 【問題4】 0層

12、圖中的“不合法提示”對應(yīng)著1層圖中的“學(xué)生信息不合法提示”、“學(xué)位考試結(jié)果不合法提示”、“無注冊資格提示”。 0層圖中的“注冊學(xué)生信息”對應(yīng)1層圖中的“選課學(xué)生標(biāo)識”和“注冊學(xué)生信息”。 【問題1】 分析實體E1和E2的名稱，需要從兩方面著手： （1）了解什么是實體。實體又叫外部實體，是位于系統(tǒng)外部，但與系統(tǒng)有交互的對象，包括：人員，機構(gòu)和其它系統(tǒng)等。在此題中，通讀題目說明可知能充當(dāng)實體的有：學(xué)生和教務(wù)人員。 （2）分析題目與圖的對應(yīng)關(guān)系，從0層圖可以看出“接受提示”信息將流至E1，而“所注冊課程信息”和“已注冊學(xué)生信息”將流至E2。題目說明有“給學(xué)生發(fā)送接受提示；給教務(wù)人員發(fā)送所注

13、冊課程信息和已注冊學(xué)生信息”，所以從此處斷定E1是學(xué)生，而E2是教務(wù)人員。 【問題2】 分析存儲D1與D2的名稱非常容易，由于題目說明中有“將注冊學(xué)生信息記錄在學(xué)生庫”和“將選課學(xué)生標(biāo)識與欲注冊課程進行關(guān)聯(lián)，然后存入課程庫”，而題目中1層數(shù)據(jù)流圖的2.1與2.2加工正好與這兩句對應(yīng)，從此處可知D1為學(xué)生庫，而D2為課程庫。 【問題3】 尋找缺失的數(shù)據(jù)流主要從兩方面考慮：一方面是數(shù)據(jù)流圖的平衡原則，父圖中有的數(shù)據(jù)流，在子圖中也應(yīng)該有；另一方面就是從題目描述的文字說明信息的角度分析，圖與文字說明是對同一系統(tǒng)的不同描述，他們應(yīng)保持一致。 （1）由于說明中提到“檢查學(xué)生信息：檢查學(xué)生輸入的所

14、有注冊所需信息。如果信息不合法，返回學(xué)生信息不合法提示”，所以缺從“1.1檢查學(xué)生信息”到“E1（或?qū)W生）”的數(shù)據(jù)流“學(xué)生信息不合法提示”。 （2）由于說明中提到“檢查學(xué)位考試信息：檢查學(xué)生提供的學(xué)位考試結(jié)果。如果不合法，返回學(xué)位考試結(jié)果不合法提示”，所以缺從“1.2檢查學(xué)位考試結(jié)果”到“E1（或?qū)W生）”的數(shù)據(jù)流“學(xué)位考試結(jié)果不合法提示”。 （3）由于說明中提到“檢查學(xué)生資格：根據(jù)合法學(xué)生信息和合法學(xué)位考試結(jié)果，檢查該學(xué)生對欲選課程的注冊資格。如果無資格，返回?zé)o注冊資格提示”，所以缺從“1.3檢查學(xué)生注冊資格”到“E1（或?qū)W生）”的數(shù)據(jù)流“無注冊資格提示”。 （4）由于說明中提到“發(fā)送注

15、冊通知：從學(xué)生庫中讀取注冊學(xué)生信息，從課程庫中讀取所注冊課程信息，給學(xué)生發(fā)送接受提示”，所以缺從“2.3發(fā)送注冊通知”到“E1（或?qū)W生）”的數(shù)據(jù)流“接受提示”。 【問題4】 要求說明上層的哪些數(shù)據(jù)流是由下層的哪些數(shù)據(jù)流組合而成，只需要把之前已經(jīng)補充完整的數(shù)據(jù)流圖進行對比，即可得到結(jié)果。 由于在0層圖中有“不合法提示”，而在1層圖中沒有此數(shù)據(jù)流，有表達同樣意思的3條子數(shù)據(jù)流：“學(xué)生信息不合法提示”、“學(xué)位考試結(jié)果不合法提示”、“無注冊資格提示”，所以他們存在對應(yīng)關(guān)系。 由于在1層圖中有“選課學(xué)生標(biāo)識”，而在0層圖中沒有此數(shù)據(jù)流，而根據(jù)題干描述，“輸出注冊學(xué)生信息（包含選課學(xué)生標(biāo)識）”，因

16、此，此數(shù)據(jù)流應(yīng)該是從“注冊學(xué)生信息”中分解出的，也就是說0層圖中的“注冊學(xué)生信息”，應(yīng)該由下層“注冊學(xué)生信息”和“選課學(xué)生標(biāo)識”組成。 3.某快遞公司為了方便管理公司物品運送的各項業(yè)務(wù)活動，需要構(gòu)建一個物品運送信息管理系統(tǒng)。 【需求分析結(jié)果】 （1）快遞公司有多個分公司，分公司信息包括分公司編號、名稱、經(jīng)理、辦公電話和地址。每個分公司可以有多名員工處理分公司的日常業(yè)務(wù)，每位員工只能在一個分公司工作。每個分公司由一名經(jīng)理負責(zé)管理分公司的業(yè)務(wù)和員工，系統(tǒng)需要記錄每個經(jīng)理的任職時間。 （2）員工信息包括員工號、姓名、崗位、薪資、手機號和家庭地址。其中，員工號唯一

17、標(biāo)識員工信息的每一個元組。崗位包括經(jīng)理、調(diào)度員、業(yè)務(wù)員等。業(yè)務(wù)員根據(jù)客戶提交的快件申請單進行快件受理事宜，一個業(yè)務(wù)員可以受理多個客戶的快件申請，一個快件申請只能由一個業(yè)務(wù)員受理。調(diào)度員根據(jù)已受理的申請單安排快件的承運事宜，例如：執(zhí)行承運的業(yè)務(wù)員、運達時間等。一個業(yè)務(wù)員可以執(zhí)行調(diào)度員安排的多個快件的承運業(yè)務(wù)。 （3）客戶信息包括客戶號、單位名稱、通信地址、所屬省份、聯(lián)系人、聯(lián)系電話、銀行賬號。其中，客戶號唯一標(biāo)識客戶信息的每一個元組。當(dāng)客戶要寄快件時，先要提交快件申請單，申請?zhí)栍上到y(tǒng)自動生成。快件申請信息包括申請?zhí)?、客戶號、發(fā)件人、發(fā)件人電話、快件名稱、運費、發(fā)出地、收件人、收件人電話、收件地

18、址。其中，一個申請?zhí)枌?yīng)唯一的一個快件申請，一個客戶可以提交多個快件申請，但一個快件申請由唯一的一個客戶提交。 【概念模型設(shè)計】 根據(jù)需求階段收集的信息，設(shè)計的實體聯(lián)系圖（圖2-1）和關(guān)系模型（不完整）如下： 【關(guān)系模型設(shè)計】 分公司（分公司編號，名稱，經(jīng)理，辦公電話，地址） 員工（員工號，姓名，（a），崗位，薪資，手機號，家庭地址） 客戶（客戶號，單位名稱，通信地址，所屬省份，聯(lián)系人，聯(lián)系電話，銀行賬號） 申請單（（b），發(fā)件人，發(fā)件人電話，發(fā)件人地址，快件名稱，運費，收件人，收件人電話，收件地址，受理標(biāo)志，業(yè)務(wù)員） 安排承運（（c），實際完成時間，調(diào)度員） 【問題1】

19、（5分） 根據(jù)問題描述，補充五個聯(lián)系，完善圖2-1的實體聯(lián)系圖。聯(lián)系名可用聯(lián)系1、聯(lián)系2、聯(lián)系3、聯(lián)系4和聯(lián)系5代替，聯(lián)系的類型分為1:1、1:n和m:n（或1:1、1:*和*:*）。 【問題2】（6分） （1）根據(jù)實體聯(lián)系圖，將關(guān)系模式中的空（a）~(c)補充完整； （2）給出員工、申請單和安排承運關(guān)系模式的主鍵和外鍵。 【問題3】（4分） （1）客戶關(guān)系的通信地址可以進一步分為郵編、省、市、街道，那么該屬性是否屬于簡單屬性，為什么？請用100字以內(nèi)的文字說明。 （2）假設(shè)分公司需要增設(shè)一位經(jīng)理的職位，那么分公司與經(jīng)理之間的聯(lián)系類型應(yīng)修改為（d），分公司的主鍵應(yīng)修改為（e）。

20、 正確答案： 本題解析： 【問題1】 【問題2】 （a）分公司編號 （b）申請?zhí)枺蛻籼? （c）申請?zhí)?，業(yè)務(wù)員 員工：主鍵：員工號；外鍵：分公司編號。 申請單：主鍵：申請?zhí)枺煌怄I：客戶號，業(yè)務(wù)員。 安排承運：主鍵：申請?zhí)?；外鍵：業(yè)務(wù)員，調(diào)度員。 【問題3】 通信地址不是簡單屬性而是一個復(fù)合屬性，因為該屬性可拆分為多個屬性。 （d）1:n （e）（分公司編號，經(jīng)理） 【問題1】 概念模型設(shè)計中補充聯(lián)系這類題是考試時非常固定的考查模式，需要補充的聯(lián)系往往需要從問題給出的說明來進行

21、分析。 （1）從“每個分公司可以有多名員工處理分公司的日常業(yè)務(wù)，每位員工只能在一個分公司工作。”可以看出，員工與分公司之間的應(yīng)該是有一種隸屬關(guān)系的。由于一個分公司可以有多名員工，一名員工只能屬于一個公司，所以分公司與員工存在1對多的關(guān)系。 （2）從“每個分公司由一名經(jīng)理負責(zé)管理分公司的業(yè)務(wù)和員工，系統(tǒng)需要記錄每個經(jīng)理的任職時間。”可以看出分公司與經(jīng)理之間存在1對1的關(guān)系。 （3）從“一個業(yè)務(wù)員可以受理多個客戶的快件申請，一個快件申請只能由一個業(yè)務(wù)員受理?！笨梢钥闯鰳I(yè)務(wù)員與申請單之間存在1對多的關(guān)系。 （4）從“調(diào)度員根據(jù)已受理的申請單安排快件的承運事宜，例如：執(zhí)行承運的業(yè)務(wù)員、運達時間

22、等。一個業(yè)務(wù)員可以執(zhí)行調(diào)度員安排的多個快件的承運業(yè)務(wù)?！笨梢钥闯稣{(diào)度員與申請單之間存在1對多的關(guān)系。與此同時承運的業(yè)務(wù)員與申請單之間也存在1對多的關(guān)系。 （5）從“當(dāng)客戶要寄快件時，先要提交快件申請單，申請?zhí)栍上到y(tǒng)自動生成。快件申請信息包括申請?zhí)?、客戶號…”可以看出客戶與申請單之間存在1對多的關(guān)系。 【問題2】 問題1要求補充關(guān)系模型設(shè)計，在對關(guān)系模型設(shè)計進行補充完善時，需要從兩方面考慮：一方面是關(guān)系中應(yīng)包含說明中相關(guān)實體必須的信息；另一方面是實體之間需要聯(lián)系，聯(lián)系是通過屬性來達到效果的，此時也會增加關(guān)系模式中的屬性。 對于員工關(guān)系而言，題目說明中的信息已經(jīng)全了，缺的只能是與其它實體保

23、持聯(lián)系的屬性，即分公司編號。申請單關(guān)系的內(nèi)容從題目說明“快件申請信息包括申請?zhí)?、客戶號、發(fā)件人…”可以看出，缺申請?zhí)柡涂蛻籼枴念}目說明“調(diào)度員根據(jù)已受理的申請單安排快件的承運事宜，例如：執(zhí)行承運的業(yè)務(wù)員、運達時間等?！笨梢钥闯霭才懦羞\關(guān)系缺申請?zhí)柡蜆I(yè)務(wù)員兩個屬性。 至于主鍵與外鍵根據(jù)其定義直接識別即可： 對于員工關(guān)系，“員工號唯一標(biāo)識員工信息的每一個元組”，因此“員工號”為主鍵，而分公司編號是分公司關(guān)系的主鍵，因此是員工關(guān)系的外鍵。 對于申請單關(guān)系，“一個申請?zhí)枌?yīng)唯一的一個快件申請”，因此“申請?zhí)枴睘橹麈I，而客戶號是客戶關(guān)系的主鍵，業(yè)務(wù)員是業(yè)務(wù)員的員工號，也就是員工關(guān)系的主鍵，因此，

24、客戶號、業(yè)務(wù)員是申請單關(guān)系的外鍵。 對于安排承運關(guān)系，“調(diào)度員根據(jù)已受理的申請單安排快件的承運事宜”，因此“申請?zhí)枴睘橹麈I，而業(yè)務(wù)員、調(diào)度員對應(yīng)的都是員工號，也就是員工關(guān)系的主鍵，因此，業(yè)務(wù)員、調(diào)度員是安排承運關(guān)系的外鍵。 【問題3】 由于客戶關(guān)系的通信地址可以進一步分為郵編、省、市、街道，所以該屬性已具備復(fù)合屬性的特點，不是一個簡單屬性。 假設(shè)分公司需要增設(shè)一位經(jīng)理的職位，那么分公司與經(jīng)理之間的聯(lián)系類型應(yīng)修改為1對多，分公司的主鍵應(yīng)該修改為（分公司編號，經(jīng)理）。 4.欲開發(fā)一個繪圖軟件，要求使用不同的繪圖程序繪制不同的圖形。以繪制直線和圓形為例，對

25、應(yīng)的繪圖程序如表6-1所示。 表6-1不同的繪圖程序 該繪圖軟件的擴展性要求，將不斷擴充新的圖形和新的繪圖程序。為了避免出現(xiàn)類爆炸的情況，現(xiàn)采用橋接（Bridge）模式來實現(xiàn)上述要求，得到如圖6-1所示的類圖。 圖6-1類圖 【Java代碼】 （1）Drawing{ （2）; （3）; } class DP1{ static public void draw_a_line(double x1,double y1,double x2,double y2){/*代碼省略*/} static public void draw_a_circle(double x,doub

26、le y,double r){/*代碼省略*/} } class DP2{ static public void drawline(double x1,double y1,double x2,double y2){/*代碼省略*/} static public void drawcircle(double x,double y,double r){/*代碼省略*/} } class V1Drawing implements Drawing{ public void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2){/*代碼省略*/

27、} public void drawCircle(double x,double y,double r){（4）;} } class V2Drawing implements Drawing{ public void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2){/*代碼省略*/} public void drawCircle(double x,double y,double r){（5）;} } abstract class Shape{ private Drawing_dp; （6）; Shape(Drawing d

28、p){_dp=dp;} public void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2){_dp.drawLine(x1,y1,x2,y2);} public void drawCircle(double x,double y,double r){_dp.drawCircle(x,y,r);} } class Rectangle extends Shape{ private double_x1,_x2,_y1,_y2; public Rectangle(Drawing dp,double x1,double y1,doubl

29、e x2,double y2){/*代碼省略*/} public void draw（　?。﹞/*代碼省略*/} } class Circle extends Shape{ private double_x,_y,_r; public Circle(Drawing dp,double x,double y,double r){/*代碼省略*/} public void draw（　?。﹞drawCircle(_x,_y,_r);} } 正確答案： 本題解析： （1）public interf

30、ace或interface （2）public void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2)或void drawLine(double x1,double y1,double x2,double y2) （3）public void drawCircle(double x,double y,double r)或void drawCircle(double x,double y,double r) （4）DP1.draw_a_circle(x,y,r) （5）DP2.drawcircle(x,y,r) （6）abstra

31、ct public void draw() 本題考查Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。這類題型主要涉及兩個方面的考查內(nèi)容：Java語法與設(shè)計模式。所謂語法考查是要求考生清楚接口、抽象類、抽象方法等的定義，相關(guān)意思能用正確方式表達出來。而設(shè)計模式層次的考查主要是模式間關(guān)聯(lián)的建立。 在本題中，（1）~（3）都是典型的語法問題，由于Drawing在后面被實現(xiàn)（implements）了，所以他是一個接口，幫（1）為：public interface。繼續(xù)通過這條線索分析可知，Drawing應(yīng)有drawLine和drawCircle兩個方法的定義。故（2）（3）分別為：public void drawLin

32、e(double x1,double y1,double x2,double y2)和public void drawCircle(double x,double y,double r)。 接下來的第（4）和（5）是同樣類型的空，都需要完成函數(shù)的實現(xiàn)部分，此處的實現(xiàn)，一般不要求考生真正實現(xiàn)功能，而是通過別的函數(shù)完成該職能。從對應(yīng)的類圖可以了解到V1Drawing與DP1存在依賴關(guān)系，而DP1中有draw_a_circle（）的函數(shù)已完成了畫圓的操作，所以在此只需要調(diào)用這個方法即可。所以（4）和（5）分別為：DP1.draw_a_circle(x,y,r)和DP2.drawcircle(x,y

33、,r)。最后的（6），可以通過分析類圖得知，因為類圖中標(biāo)明Shape類中有：draw()、drawLine()和drawCircle()三個函數(shù)，而在Shape類中缺draw()，所以需要補上該函數(shù)的定義，即abstract public void draw()。 5.某航空公司會員積分系統(tǒng)（CFrequentFlyer）的主要功能描述如下： 乘客只要辦理該航空公司的會員卡，即可成為普卡會員（CBasic）。隨著飛行里程數(shù)的積累，可以從普卡會員升級到銀卡會員（CSilver）或金卡會員（CGold）。非會員（CNonMember）不能積累里程數(shù)。 每年年

34、末，系統(tǒng)根據(jù)會員在本年度累積的里程數(shù)對下一年會員等級進行調(diào)整。 普卡會員在一年內(nèi)累積的里程數(shù)若滿25000英里但不足50000英里，則自動升級為銀卡會員；若累積的里程數(shù)在50000英里以上，則自動升級為金卡會員。銀卡會員在一年內(nèi)累積的里程數(shù)若在50000英里以上，則自動升級為金卡會員。 若一年內(nèi)沒有達到對應(yīng)級別要求的里程數(shù)，則自動降低會員等級。金卡會員一年內(nèi)累積的里程數(shù)若不足25000英里，則自動降級為普卡會員；若累積的里程數(shù)達到25000英里，但是不足50000英里，則自動降級為銀卡會員。銀卡會員一年內(nèi)累積的里程數(shù)若不足25000英里，則自動降級為普卡會員。 采用面向?qū)ο蠓椒▽T積分

35、系統(tǒng)進行分析與設(shè)計，得到如圖3-1所示的狀態(tài)圖和圖3-2所示的類圖。 圖3-1狀態(tài)圖 圖3-2的類圖 【問題1】（6分） 根據(jù)說明中的描述，給出圖3-1中S1~S3處所對應(yīng)的狀態(tài)以及T1~T3處所對應(yīng)的遷移的名稱。 【問題2】（4分） 根據(jù)說明中的描述，給出圖3-2中C1~C4所對應(yīng)的類名（類名使用說明中給出的英文詞匯）。 【問題3】（5分） 圖3-2所示的類圖中使用了哪種設(shè)計模式？在這種設(shè)計模式下，類CFrequentFlyer必須具有的屬性是什么？C1~C4中的travel方法應(yīng)具有什么功能？ 正確答案：

36、 本題解析： 【問題1】（6分） S1：普卡會員 S2：銀卡會員 S3：金卡會員 T1：25000＜=里程＜50000 T2：里程>=50000 T3：里程>=50000 【問題2】（4分） C1~C4：CNonMember、CBasic、CSilver、CGold 【問題3】（5分） （1）狀態(tài)模式 （2）記錄下一狀態(tài)的屬性 （3）判斷什么情況進入下一狀態(tài) 【問題1】 系統(tǒng)中的狀態(tài)圖，是對狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形化表達。從題目的說明部分可知，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，涉及到的狀態(tài)一共有四種：非會員，普卡會員，銀卡會員，金卡會員。從狀態(tài)圖涉及的轉(zhuǎn)換可

37、知S1~S3分別為：普卡會員，銀卡會員，金卡會員。關(guān)于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的分析如下： （1）由于普卡會員在一年內(nèi)若累積的里程數(shù)在50000英里以上，則自動升級為金卡會員，所以T3為：里程>=50000。 （2）由于銀卡會員在一年內(nèi)累積的里程數(shù)若在50000英里以上，則自動升級為金卡會員，所以T2為：里程>=50000。 （3）由于一年內(nèi)沒有達到對應(yīng)級別要求的里程數(shù)，則自動降低會員等級。金卡會員一年累積的里程數(shù)達到25000英里，但是不足50000英里，則自動降級為銀卡會員，所以T1為：25000＜=里程＜50000。 【問題2】 問題2非常容易，說明中給出的英文詞匯一共只有5個，有著同屬于一個

38、父類的四個子類關(guān)系的，也就只有：CNonMember、CBasic、CSilver、CGold這四個了，并且這四個類位置可以互換。 【問題3】 該問題要求分析類圖所采用的設(shè)計模式，此處由于涉及到狀態(tài)的轉(zhuǎn)換問題，所以首選應(yīng)是設(shè)計模式中的狀態(tài)模式。由于狀態(tài)模式的標(biāo)準(zhǔn)UML圖為： 與題目給出的圖示完全一致，所以可以斷定本題所采用的設(shè)計模式就是狀態(tài)模式。 由于是狀態(tài)模式，所以在類CFrequentFlyer中必須有屬性能記錄下一個狀態(tài)，同時travel方法也需要能準(zhǔn)確判斷什么情況應(yīng)該進入下一狀態(tài)。 6.某工程計算中要完成多個矩陣相乘（鏈乘）的計算任務(wù)。 兩

39、個矩陣相乘要求第一個矩陣的列數(shù)等于第二個矩陣的行數(shù)，計算量主要由進行乘法運算的次數(shù)決定。采用標(biāo)準(zhǔn)的矩陣相乘算法，計算Am×n*Bn×p，需要m*n*p次乘法運算。 矩陣相乘滿足結(jié)合律，多個矩陣相乘，不同的計算順序會產(chǎn)生不同的計算量。以矩陣A110×100，A2100×5，A35×50三個矩陣相乘為例，若按（A1*A2）*A3計算，則需要進行10*100*5+10*5*50=7500次乘法運算；若按A1*（A2*A3）計算，則需要進行100*5*50+10*100*50=75000次乘法運算?？梢姴煌挠嬎沩樞?qū)τ嬎懔坑泻艽蟮挠绊憽? 矩陣鏈乘問題可描述為：給定n個矩陣＜A1,A2,….An>

40、，矩陣Ai的維數(shù)為pi-1×pi，其中i=1,2,….n。確定一種乘法順序，使得這n個矩陣相乘時進行乘法的運算次數(shù)最少。 由于可能的計算順序數(shù)量非常龐大，對較大的n，用蠻力法確定計算順序是不實際的。經(jīng)過對問題進行分析，發(fā)現(xiàn)矩陣鏈乘問題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)，即若A1*A2*…*An的一個最優(yōu)計算順序從第k個矩陣處斷開，即分為A1*A2*….Ak和Ak+1*Ak+2*…*An兩個子問題，則該最優(yōu)解應(yīng)該包含A1*A2*…*Ak的一個最優(yōu)計算順序和Ak+1*Ak+2*…An的一個最優(yōu)計算順序。據(jù)此構(gòu)造遞歸式， 其中，cost[i][j]表示Ai+1*Ai+2*...Aj+1的最優(yōu)計算的計算代價。最終

41、需要求解cost[0][n-1]。 【C代碼】 算法實現(xiàn)采用自底向上的計算過程。首先計算兩個矩陣相乘的計算量，然后依次計算3個矩陣、4個矩陣、…、n個矩陣相乘的最小計算量及最優(yōu)計算順序。下面是算法的C語言實現(xiàn)。 （1）主要變量說明 n：矩陣數(shù) seq[]：矩陣維數(shù)序列 cost[][]：二維數(shù)組，長度為n*n，其中元素cost[i][j]表示Ai+1*Ai+2*…Aj+1的最優(yōu)計算的計算代價 trace[][]：二維數(shù)組，長度為n*n，其中元素trace[i][j]表示Ai+1*Ai+2*Aj+1的最優(yōu)計算對應(yīng)的劃分位置，即k （2）函數(shù)cmm #define?N?100

42、int cost[N][N]; int trace[N][N]; int cmm(int n,int seq[]){ int tempCost; int tempTrace; int i,j,k,p; int temp; for(i=0;i＜n;i++){cost[i][i]=0;} for(p=1;p＜n;p++){ for(i=0;（1）;i++){ （2）; tempCost=-1; for(k=i;k＜j;k++){ temp=（3）; if(tempCost==-1||tempCost>temp){ tempCost=temp; （4）; } }

43、 cost[i][j]=tempCost; trace[i][j]=tempTrace; } } return cost[0][n-1]; } 【問題1】（8分） 根據(jù)以上說明和C代碼，填充C代碼中的空（1）~（4）。 【問題2】（4分） 根據(jù)以上說明和C代碼，該問題采用了（5）算法設(shè)計策略，時間復(fù)雜度（6）。（用O符號表示） 【問題3】（3分） 考慮實例n=6，各個矩陣的維數(shù)：A1為5*10，A2為10*3，A3為3*12，A4為12*5，A5為5*50，A6為50*6，即維數(shù)序列為5,10,3,12,5,50,6。則根據(jù)上述C代碼得到的一個最優(yōu)計算順序為（7）（用加括

44、號方式表示計算順序），所需要的乘法運算次數(shù)為（8）。 正確答案： 本題解析： 【問題1】 （1）i＜n-p （2）j=i+p （3）cost[i][k]+cost[k+1][j]+seq[i]*seq[k+1]*seq[j+1] （4）tempTrace=k 【問題2】 （5）動態(tài)規(guī)劃法 （6）O（n3） 【問題3】 （7）((A1A2)((A3A4)(A5A6))) （8）2010 在解答本題時，需要注意的第一個問題便是矩陣的乘法到底是怎么進行的。 一個n行m列的矩陣可以乘以一

45、個m行p列的矩陣，得到的結(jié)果是一個n行p列的矩陣，其中的第i行第j列位置上的數(shù)等于前一個矩陣第i行上的m個數(shù)與后一個矩陣第j列上的m個數(shù)對應(yīng)相乘后所有m個乘積的和。如： 在本題中，題干部分提到“發(fā)現(xiàn)矩陣鏈乘問題具有最優(yōu)子結(jié)構(gòu)”，這是利用動態(tài)規(guī)劃法求解最優(yōu)解問題的典型特征。所以（5）應(yīng)填動態(tài)規(guī)劃法。 接下來分析（1）-（4）空，這幾個空中，最容易回答的是（3）和（4）。（3）空可通過題目給出的遞歸式分析得到，其中cost數(shù)組部分與公式完全一致，而p數(shù)組在程序中是seq，所以回答時修正即可，（3）填：cost[i][k]+cost[k+1][j]+seq[i]*seq[k+1]*seq[j

46、+1]。第（4）空的上一句為：tempCost=temp，即保存當(dāng)前狀態(tài)最優(yōu)解，由于在保存最優(yōu)解時，不僅涉及cost的記錄，還涉及其位置k的記錄，所以需要在此進行tempTrace=k的操作。 （1）與（2）相對復(fù)雜，其中（1）是對i值范圍的確定，而（2）是對j的賦值操作（由于后面用到了j，但程序中沒有對j的賦值，從而斷定該空是對j的賦值）。兩者一并起到一個效果，對cost數(shù)組操作時的操作范圍與順序。由于在進行矩陣鏈乘操作時，分析解空間所用到的是cost右上角的三角矩陣，而操作時，是對這個三角矩陣從左至右，呈斜線的訪問（如圖所示）。所以（1）和（2）分別填i＜n-p和j=i+p。 該程序由于涉及3重循環(huán)，所以時間復(fù)雜度為：O（n3）。通過手動運行程序的方式可知最優(yōu)解為： （A1A2）（（A3A4）（A5A6））。 總計算次數(shù)為2010。