2016年下半年（下午）《软件设计师》真题

2016年下半年（下午）软件设计师真题注意：图片可根据实际需要调整大小卷面总分：6分答题时间：240分钟试卷题量：6题练习次数：0次 问答题 （共6题，共6分）1.某发票（lnvoice）由抬头（Head）部分、正文部分和脚注（Foot）部分构成。现采用装饰（Decorator）模式实现打印发票的功能，得到如图5-1所示的类图。【C+代码】#includeusing namespace std;class Invoicepublic:（1）coutThis is the content of the invoice!endl;class Decorator:public InvoiceInvoice*ticket;public:Decorator(lnvoice*t)ticket=t;void printInvoice（）if(ticket!=NULL)（2）;class HeadDecorator:public Decoratorpublic:HeadDecorator(lnvoice*t):Decorator(t)void printInvoice（）coutThis is the header of the invoice!endl;（3）;class FootDecorator:public Decoratorpublic:FootDecorator(Invoice*t):Decorator(t)void printlnvoice（）（4）;coutThis is the footnote of the invoice!endl;int main(void)Invoice t;FootDecorator f(&t);HeadDecorator h(&f);h.printInvoice（）;cout”-”endl;FootDecorator a(NULL);HeadDecorator b(（5）);b.printInvoice（）;return 0;程序的输出结果为：This is the header of the invoice!This is the content of the invoice!This is the footnote of the invoice!-This is the header of the invoice!This is the footnote of the invoice! 正确答案： 本题解析： （1）virtual void printInvoice() （2）ticket-printInvoice()（3）Decorator:printInvoice()（4）Decorator:printInvoice()（5）&a1.Invoice类下，定义虚函数，按类图，函数名是printInvoice。2.前面定义对象名是ticket，那么在ticket不为空的时候调用函数printInvoice。3.这部分填写发票的抬头，看类图应该实现函数printInvoice，Decorator装饰模式使用该方法。4.这部分是发票的脚注，看类图应该实现函数printInvoice，Decorator装饰模式使用该方法。5.FootDecorator a(NULL)；脚步的装饰参数是a，调用a参数。 2.某证券交易所为了方便提供证券交易服务，欲开发一证券交易平台，该平台的主要功能如下：（1）开户。根据客户服务助理提交的开户信息，进行开户，并将客户信息存入客户记录中，账户信息（余额等）存入账户记录中；（2）存款。客户可以向其账户中存款，根据存款金额修改账户余额；（3）取款。客户可以从其账户中取款，根据取款金额修改账户余额；（4）证券交易。客户和经纪人均可以进行证券交易（客户通过在线方式，经纪人通过电话），将交易信息存入交易记录中；（5）检查交易。平台从交易记录中读取交易信息，将交易明细返回给客户。现采用结构化方法对该证券交易平台进行分析与设计，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】（3分）使用说明中的词语，给出图1-1中的实体E1-E3的名称。【问题2】（3分）使用说明中的词语，给出图1-2中的数据存储D1-D3的名称。【问题3】（4分）根据说明和图中的术语，补充图1-2中缺失的数据流及其起点和终点。【问题4】（5分）实际的证券交易通常是在证券交易中心完成的，因此，该平台的“证券交易”功能需将交易信息传递给证券交易中心。针对这个功能需求，需要对图1-1和图1-2进行哪些修改，请用200字以内的文字加以说明。 正确答案： 本题解析： 【问题1】 E1：客户服务助理，E2：客户，E3：经纪人。【问题2】D1：客户记录，D2：账户记录，D3：交易记录。【问题3】【问题4】图1增加外部实体“证券交易中心”，增加“证券交易平台”到“证券交易中心”，数据流：交易信息。图2增加外部实体“证券交易中心”，增加“证券交易（在线）”到“证券交易中心”，数据流：交易信息。图2增加“证券交易（电话）”到“证券交易中心”，数据流：交易信息。【问题1】要求识别E1-E3具体为哪个外部实体，通读试题说明，可以了解到适合充当外部实体的包括：客户、客户服务助理、经记人。具体的对应关系，可以通过将顶层图与题目说明进行匹配得知。如：从图中可看出E1会向交易平台发出数据流“开户信息”；而从试题说明“根据客户服务助理提交的开户信息，进行开户，并将客户信息存入客户记录中，账户信息存入账户记录中”可以看出，E1对应是客户服务助理。E2、E3同理可得。【问题2】要求识别存储，解决这类问题，以图的分析为主，配合说明给存储命名，因为存储相关的数据流一般展现了这个存储中到底存了些什么信息，如从图中可以看到D1中有客户信息，而D2中有账户信息，题目说明中又有“根据客户服务助理提交的开户信息，进行开户，并将客户信息存入客户记录中，账户信息存入账户记录中。”自然D1应为客户记录，D2应为账户记录。同理，D3为交易记录。【问题3】缺失数据流1名称：修改账户余额，起点：存款，终点：D2。理由：从试题说明“客户可以向其账户中存款，根据存款金额修改账户余额”可以看出，这个功能有操作“根据存款金额修改账户余额”。据此可以了解到从该功能应有数据流“存款”至D2，而0层图没有。缺失数据流2名称：修改账户余额，起点：取款，终点：D2。理由：从试题说明“客户可以从其账户中取款，根据取款金额修改账户余额”可以看出，这个功能有操作“根据取款金额修改账户余额”。据此可以了解到从该功能应有数据流“取款”至D2，而0层图没有。缺失数据流3-4名称：交易信息存入交易记录，起点：证券交易（分为在线与电话），终点：D3。理由：从试题说明“客户和经纪人均可以进行证券交易，将交易信息存入交易记录中”可以看出，这个功能有操作“将交易信息存入交易记录中”。据此可以了解到从该功能应有数据流“证券交易”至D3，而0层图没有。 3.某宾馆为了有效地管理客房资源，满足不同客户需求，拟构建一套宾馆信息管理系统，以方便宾馆管理及客房预订等业务活动。【需求分析结果】该系统的部分功能及初步需求分析的结果如下：（1）宾馆有多个部门，部门信息包括部门号、部门名称、电话、经理。每个部门可以有多名员工，每名员工只属于一个部门；每个部门只有一名经理，负责管理本部门。（2）员工信息包括员工号、姓名、岗位、电话、工资，其中，员工号唯一标识员工关系中的一个元组，岗位有经理、业务员。（3）客房信息包括客房号（如1301、1302等）、客房类型、收费标准、入住状态（已入住未入住），其中客房号唯一标识客房关系中的一个元组，不同客房类型具有不同的收费标准。（4）客户信息包括客户号、单位名称、联系人、联系电话、联系地址，其中客户号唯一标识客户关系中的一个元组。（5）客户预订客房时，需要填写预订申请。预订申请信息包括申请号、客户号、入住时间、入住天数、客房类型、客房数量，其中，一个申请号唯一标识预订申请中的一个元组；一位客户可以有多个预订申请，但一个预订申请对应唯一的一位客户。（6）当客户入住时，业务员根据客户的预订申请负责安排入住客房事宜。安排信息包括客房号、姓名、性别、身份证号、入住时间、天数、电话，其中客房号、身份证号和入住时间唯一标识一次安排。一名业务员可以安排多个预订申请，一个预订申请只由一名业务员安排，而且可安排多间同类型的客房。【概念模型设计】根据需求阶段收集的信息，设计的实体联系图如图2-1所示。【关系模式设计】部门（部门号，部门名称，经理，电话）员工（员工号，（a），姓名，岗位，电话，工资）客户（b），联系人，联系电话，联系地址）客房（客房号，客房类型，收费标准，入住状态）预订申请（c），入住时间，天数，客房类型，客房数量）安排（申请号，客房号，姓名，性别，（d），天数，电话，业务员）【问题1】（4分）根据问题描述，补充四个联系，完善图2-1，的实体联系图。联系名可用联系1、联系2、联系3和联系4代替，联系的类型为1:1、1:n和m:n（或1:1，和1:*和*:*）。【问题2】（8分）（1）根据题意，将关系模式中的空（a）（d）补充完整，并填入答题纸对应的位置上。（2）给出“预订申请”和“安排”关系模式的主键和外键。【问题3】（3分）【关系模式设计】中的“客房”关系模式是否存在规范性问题，请用100字以内文字解释你的观点（若存在问题，应说明如何修改“客房”关系模式）。 正确答案： 本题解析： 【问题1】 1、经理与部门之间存在1:1的联系。2、部门与员工之间存在1:n的联系。3、客户与预订申请之间存在1:n的联系。4、业务员、客房、预订申请之间存在1:m:n的联系。【问题2】（a）部门号。（b）客户号、单位名称（c）申请号、客户号。（d）身份证号、入住时间。”预订申请“关系模式中的主键是申请号，外键是客户号。”安排“关系模式中的主键是：（客房号、身份证号、入住时间），外键是：申请号、客房号、业务员。【问题3】根据试题中的描述，客房信息中客房号是唯一标识客房关系的一个元组，即可以作为唯一的主键。在客房关系模式中，不存在其他部分依赖关系，但客房号类型收费标准，存在传递函数依赖，所以冗余，添加异常，修改异常，删除异常均存在。可以对客房关系进行分解，具体如下：客房1（客房号，客房类型，入住状态）；客房2（客房类型，收费标准）。【问题1】本题主要考查对实体联系图的补充。关于联系可以根据题干描述查找。由“每个部门可以有多名员工，每名员工只属于一个部门；每个部门只有一名经理，负责管理本部门”，可知部门与员工之间为1:n的联系，部门与经理之间，有1:1的联系。由“一位客户可以有多个预订申请，但一个预订申请对应唯一的一位客户”，可以指客户与预订申请有1:n的联系。由“一名业务员可以安排多个预订申请，一个预订申请只由一名业务员安排，而且可安排多间同类型的客房”，可知业务员、预订申请、客房之间存在联系，且预订申请为多端，客房为多端，业务员为1端，故三者关系为1:n:m。可以得到如下所示的完整实体联系图。【问题2】问题2要求补充关系模式，主要从题干描述查找遗漏的属性，部分属性需要参照实体间的联系类型，看是否需要补充。由“员工信息包括员工号、姓名、岗位、电话、工资”，可知员工属性已给出，那么缺少的属性应该是根据联系得出的，员工与部门为n:1的联系，因此可以将二者的联系归并到员工实体，此时需要补充部门的主键，即a填写部门号。由“客户信息包括客户号、单位名称、联系人、联系电话、联系地址”，可知客户信息缺少属性客户号，单位名称，客户为联系的1端，不能将联系归并进去，此时b空应该填写的内容是客户号，单位名称。由“预订申请信息包括申请号、客户号、入住时间、入住天数、客房类型、客房数量”，可知预订申请信息缺少申请号，客户号，对于预订申请与客户之间1:n的联系，已通过客户号表示，不需要再补充，因此c空填写申请号，客户号。由描述“一个申请号唯一标识预订申请中的一个元组”可知，预订申请的主键为申请号。而其中客户号是客户信息的主键，在预订申请中是它的外键。由“安排信息包括客房号、姓名、性别、身份证号、入住时间、天数、电话”，可知安排信息缺少身份证号，入住时间。因此，d空填写身份证号，时间。由描述“其中客房号、身份证号和入住时间唯一标识一次安排”可知，安排信息的主键是客房号、身份证号、入住时间的组合键。在该关系模式中，客房号是客房关系的主键，申请号是预订申请关系的主键，业务员为该员工的员工号，为员工关系的主键，因此客房号、申请号、员工号是该关系模式的外键。【问题3】根据试题中的描述，客房信息中客房号是唯一标识客房关系的一个元组，即可以作为唯一的主键。在客房关系模式中，不存在其他部分依赖关系，但客房号类型收费标准，存在传递函数依赖，所以冗余，添加异常，修改异常，删除异常均存在。可以对客房关系进行分解，具体如下：客房1（客房号，客房类型，入住状态）；客房2（客房类型，收费标准）。 4.某种出售罐装饮料的自动售货机（Vending Machine）的工作过程描述如下：（1）顾客选择所需购买的饮料及数量。（2）顾客从投币口向自动售货机中投入硬币（该自动售货机只接收硬币）。硬币器收集投入的硬币并计算其对应的价值。如果所投入的硬币足够购买所需数量的这种饮料且饮料数量足够，则推出饮料，计算找零，顾客取走饮料和找回的硬币；如果投入的硬币不够或者所选购的饮料数量不足，则提示用户继续投入硬币或重新选择饮料及数量。（3）一次购买结束之后，将硬币器中的硬币移走（清空硬币器），等待下一次交易。自动售货机还设有一个退币按钮，用于退还顾客所投入的硬币。已经成功购买饮料的钱是不会被退回的。现采用面向对象方法分析和设计该自动售货机的软件系统，得到如图3-1所示的用例图，其中，用例“购买饮料”的用例规约描述如下。参与者：顾客。主要事件流：1顾客选择需要购买的饮料和数量，投入硬币；2自动售货机检查顾客是否投入足够的硬币；3自动售货机检查饮料储存仓中所选购的饮料是否足够；4自动售货机推出饮料；5自动售货机返回找零。备选事件流：2a若投入的硬币不足，则给出提示并退回到1；3a若所选购的饮料数量不足，则给出提示并退回到1。根据用例“购买饮料”得到自动售货机的4个状态：“空闲”状态、“准备服务”状态、“可购买”状态以及“饮料出售”状态，对应的状态图如图3-2所示。所设计的类图如图3-3所示。【问题1】（6分）根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-2中的S1S4所对应的状态名。【问题2】（4分）根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-2中的E1E4所对应的事件名称。【问题3】（5分）根据说明中的描述，使用说明中的术语，给出图3-3中C1C5所对应的类名。 正确答案： 本题解析： 【问题】 S1：空闲，S2：准备服务，S3：饮料出售，S4：可购买。【问题2】E1：饮料数量不足，E2：选择饮料【硬币数量足够】。E3：饮料数量足够/推出饮料，E4：取走饮料/返回找零并清空硬币器。【问题3】C1：自动售货机，C2：硬币器，C3：饮料储存仓，C4：硬币，C5：饮料。【问题1】本题问题1系统中的状态图，是对状态转换的图形化表达。从题目的说明部分可知，在状态转换过程中，涉及到的状态一共有四种：空闲、准备服务、可购买、饮料出售。从状态图涉及的转换可知S1S4分别为：空闲、准备服务、饮料出售、可购买。关于状态转换的分析如下：（1）清空硬币器后，自动售货机等待下一次交易，进入空闲状态。此时可任意的进行饮料选择数量，一旦顾客投入硬币，自动售货机便进入准备服务状态。（2）当自动售货机进行准备服务状态时，开始计算硬币价值，如果硬币不够则提示顾客继续投入硬币。如果硬币足够，则进入可购买状态。（3）进行可购买状态后，自动售货机判断饮料数量。如果数量不够，则返回准备服务状态提示用户重新选择饮料。如果数量足够，则推出饮料进入饮料出售状态。（4）进行饮料出售状态后，自动售货机计算找零，并返回进入空闲状态等待下一次交易。【问题2】本题问题2主要是分析四种状态中的跳转事件。根据状态图和试题主要事件流的描述可以推出：E1：饮料数量不足E2：选择饮料【硬币数量足够】E3：饮料数量足够/推出饮料E4：取走饮料/返回找零并清空硬币器【问题3】本题问题3根据主要事件流的描述，可以推断出C1C5的类名分别对应自动售货机、硬币器、饮料储存仓、硬币、饮料。 5.某发票（lnvoice）由抬头（Head）部分、正文部分和脚注（Foot）部分构成。现采用装饰（Decorator）模式实现打印发票的功能，得到如图6-1所示的类图。【java代码】class invoicepublic void printInvoice（）System.out.println(This is the content of the invoice!);class Decorator extends Invoiceprotected Invoice ticket;public Decorator(lnvoice t)ticket=t;public void printInvoice（）if(ticket!=null)（1）;class HeadDecorator extends Decoratorpublic HeadDecorator(lnvoice t)super(t);public void printInvoice（）Systent.out.println(This is the header of the invoice!);（2）;class FootDecorator extends Decoratorpublic FootDecorator(Invoice t)super(t);public void printlnvoice（）（3）;Systent.out.println(This is the footnote of the invoice!);Class testpublic static void main(Stringargs)Invoice t=new Invioce（）;Invoice ticket;ticket=（4）;ticket.printInvoice（）;Systent.out.println(“-“);ticket=（5）;ticket.printInvoice（）;程序的输出结果为：This is the header of the invoice!This is the content of the invoice!This is the footnote of the invoice!-This is the header of the invoice!This is the footnote of the invoice! 正确答案： 本题解析： （1）ticket.printInvoice() （2）super.printInvoice()（3）super.printInvoice()（4）new HeadDecorator(new FootDecorator(t)（5）new HeadDecorator(new FootDecorator(null)本题考查的是面向对象程序设计和设计模式。本题涉及的设计模式是装饰模式。装饰模式（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。它提供了用子类扩展功能的一个灵活的替代，比派生一个子类更加灵活。对于程序填空可以参照代码上下文、题干说明和设计模式综合考虑。对于第（1）空，是对printInvoice方法的具体调用，在Decorator是装饰类，继承了Invoice发票类。此处需要填写的是printInvoice方法的方法体，根据Decorator类的上下文，已定义ticket对象，所以此处调用printInvoice方法的是ticket，第（1）空填写ticket.printInvoice()。对于第（2）（3）空，根据类图可知，分别是HeadDecorator抬头类、FootDecorator脚注类调用printInvoice方法的方法体，由于在这两个类中并没有定义属性，只有借助其超类的构造函数，所以这两个地方调用printInvoice方法的是它们的超类，即（2）（3）填写的是super.printInvoice()。对于第（4）（5）空，考查的是对装饰模式的调用，都是main函数中实例化的过程，根据输出结果可以看到，第（4）空实例化ticket对象，可以输出抬头、内容、脚注3个部分，因此需要调用三者的printInvoice()方法，前面已经实例化了一个Invoice对象t，可以利用t给子类实例化，因此第（4）空填写new HeadDecorator(new FootDecorator(t)；而第（5）空没有输出具体内容，只有抬头和脚注部分，可以看到这里的Invoice对象应该是空，所以第（5）空填写new HeadDecorator(new FootDecorator(null)。 6.模式匹配是指给定主串t和子串s，在主串t中寻找子串s的过程，其中s称为模式。如果匹配成功，返回s在t中的位置，否则返回-1。KMP算法用next数组对匹配过程进行了优化。KMP算法的伪代码描述如下：1在串t和串s中，分别设比较的起始下标i=j=0。2如果串t和串s都还有字符，则循环执行下列操作：（1）如果j=-l或者ti=sj，则将i和j分别加1，继续比较t和s的下一个字符；（2）否则，将j向右滑动到nextj的位置，即j=nextj。3如果s中所有字符均已比较完毕，则返回匹配的起始位置（从1开始）；否则返回-1。其中，next数组根据子串s求解。求解next数组的代码已由get_next函数给出。【C代码】（1）常量和变量说明t，s：长度为lt和Is的字符串next:next数组，长度为ls（2）C程序#includestdio.h#includestdlib.h#includestring.h/*求next的值*/void get_next(int*next,char*s,int ls)int i=0，j=-1;next0=-1;/*初始化next0*/while(ils)/*还有字符*/if(j=-1l lsi=sj)/*匹配*/j+;i+;if(si=sj)nexti=nextj;elseNexti=j;elsej=nextj;int kmp(int*next,char*t,char*s,int lt,int Is)Int i=0,j=0;while(ilt&（1）)if(j=-1|（2）)i+;j+;else（3）;if(j=ls)return（4）;elsereturn-1;【问题1】（8分）根据题干说明，填充C代码中的空（1）（4）.【问题2】（2分）根据题干说明和C代码，分析出kmp算法的时间复杂度为（5）（主串和子串的长度分别为lt和ls，用O符号表示）。【问题3】（5分）根据C代码，字符串“BBABBCAC”的next数组元素值为（6）（直接写素值，之间用逗号隔开）。若主串为“AABBCBBABBCACCD”，子串为“BBABBCAC”，则函数Kmp的返回值是（7）。 正确答案： 本题解析： 【问题1】 （1）：jls;（2）：ti=sj;（3）：j=nextj;（4）：i-ls+1或其等价形式;【问题2】O(It+Is)【问题3】（6）：-1,-1,1,-1,-1,2,0,0，（7）6。【问题1】本题问题1根据KMP算法的伪代码描述进行推导。根据伪代码中第2步可以推导（1）是判断字符串s是否还有字符，即jls。i表示字符串t的下标，j表示字符串s的下标。根据伪代码第2.1步可以推导（2）是判断字符串t和字符串s当前位置的字符是否相同，即ti=sj。根据伪代码第2.2步可以推导（3）是当第2.1步判断条件不满足时，改变j所指向的字符位置。即j=nextj。根据伪代码第3步可以推导（4）是返回匹配的起始位置。由于当前i所指向字符串中匹配子串的最后一个字符的位置，且已知子串的长度为ls。（4）的代码为i-ls+1或其等价形式。【问题2】本题问题2是计算KMP算法的复杂度。算法的复杂度一般考虑最坏情况，那么在子串读到ls及主串读到It的时候是最坏情况。所以复杂度是O(It+Is)【问题3】本题问题3中已知字符串“BBABBCAC”，则根据get_next()函数可以求得next数组的元素值为-1,-1,1,-1,-1,2,0,0。并计算得到起始位置为6。代入字符串“BBABBCAC”到get_next函数。void get_next(int*next,char*s,int ls)int i=0，j=-1;next0=-1;/*初始化next0*/while(ils)/*还有字符*/if(j=-1l lsi=sj)/*匹配*/j+;i+;if(si=sj)nexti=nextj;elseNexti=j;elsej=nextj;这里涉及的只是代码的代入分析过程，注意循环的处理即可。下面将循环过程依次代入数值并且写作顺序处理过程如下：传参：s=B,B,A,B,B,C,A,C，ls=8，next数组只声明未取值。初始化：i=0,j=-1,next0=-1。while(ils)执行后面的循环体，即当i8时执行循环。（1）当i=0,j=-1时：判断if(j=-1|s0=s-1)，满足条件1执行下一步：i+=1,j+=0。判断if(s1=s0)，满足条件执行下一步next1=next0=-1。【此时i=1,j=0】（2）当i=1,j=0时：判断if(j=-1|s1=s0)，满足条件2执行下一步：i+=2,j+=1。判断if(s2=s1)，不满足条件执行else下一步next2=j=1。【此时i=2,j=1】（3）当i=2,j=1时：判断if(j=-1|s2=s1)，不满足条件1和2执行else下一步：j=next1=-1。【此时i=2,j=-1】（4）当i=2,j=-1时：判断if(j=-1|s2=s-1)，满足条件1执行下一步：i+=3,j+=0。判断if(s3=s0)，满足条件执行下一步next3=next0=-1。【此时i=3,j=0】（5）当i=3,j=0时：判断if(j=-1|s3=s0)，满足条件2执行下一步：i+=4,j+=1。判断if(s4=s1)，满足条件执行下一步next4=next1=-1。【此时i=4,j=1】（6）当i=4,j=1时：判断if(j=-1|s4=s1)，满足条件2执行下一步：i+=5,j+=2。判断if(s5=s2)，不满足条件执行else下一步next5=j=2。【此时i=5,j=2】（7）当i=5,j=2时：判断if(j=-1|s5=s2)，不满足条件1和2执行else下一步：j=next2=1。【此时i=5,j=1】（8）当i=5,j=1时：判断if(j=-1|s5=s1)，不满足条件1和2执行else下一步：j=next1=-1。【此时i=5,j=-1】（9）当i=5,j=-1时：判断if(j=-1|s5=s-1)，满足条件1执行下一步：i+=6,j+=0。判断if(s6=s0)，不满足条件执行else下一步next6=j=0。【此时i=6,j=0】（10）当i=6,j=0时：判断if(j=-1|s6=s0)，不满足条件1和2执行else下一步：j=next0=-1。【此时i=6,j=-1】（11）当i=6,j=-1时：判断if(j=-1|s6=s-1)，满足条件1执行下一步：i+=7,j+=0。判断if(s7=s0)，不满足条件执行else下一步next7=j=0。【此时i=7,j=0】（12）当i=7,j=0时：判断if(j=-1|s7=s0)，不满足条件1和2执行else下一步：j=next0=-1。【此时i=7,j=-1】（13）当i=7,j=-1时：判断if(j=-1|s7=s0)，满足条件1执行下一步：i+=8，i=ls，退出while循环。next数组下标从0到7，结果分别为：-1，-1，1，-1，-1，2，0，0