2025年C++考试设计模式试题及答案

2025年C++考试设计模式试题及答案姓名：____________________

一、单项选择题（每题2分，共10题）

1.设计模式的基本目的是：

A.提高代码的可读性

B.提高代码的可维护性

C.提高代码的复用性

D.以上都是

2.以下哪个设计模式属于创建型模式？

A.单例模式

B.装饰者模式

C.策略模式

D.观察者模式

3.在单例模式中，确保全局只有一个实例的方法是：

A.懒汉式

B.饿汉式

C.双重校验锁

D.以上都是

4.在装饰者模式中，装饰者类的作用是：

A.扩展对象的功能

B.修改对象的行为

C.创建新的对象

D.以上都不是

5.以下哪个设计模式属于结构型模式？

A.工厂方法模式

B.观察者模式

C.责任链模式

D.状态模式

6.工厂方法模式的主要目的是：

A.创建对象

B.扩展对象

C.修改对象

D.管理对象

7.在工厂方法模式中，客户端需要知道哪些信息？

A.具体产品的类名

B.抽象工厂的类名

C.具体工厂的类名

D.以上都是

8.以下哪个设计模式属于行为型模式？

A.命令模式

B.状态模式

C.观察者模式

D.策略模式

9.命令模式的主要目的是：

A.将请求封装为一个对象

B.使请求发送者和接收者解耦

C.扩展对象的功能

D.修改对象的行为

10.在策略模式中，客户端需要知道哪些信息？

A.具体策略的类名

B.抽象策略的类名

C.具体策略的实现

D.以上都是

二、填空题（每题2分，共5题）

1.设计模式分为三大类：创建型模式、_______模式、_______模式。

2.单例模式的主要目的是确保全局只有一个实例。

3.装饰者模式通过在运行时动态地给对象添加一些额外的职责来增强对象的功能。

4.工厂方法模式中，抽象工厂负责创建具体产品，具体工厂负责实现创建具体产品的逻辑。

5.策略模式的主要目的是将算法封装起来，使算法的变化独立于使用算法的客户。

三、简答题（每题5分，共10分）

1.简述单例模式的基本原理。

2.简述装饰者模式的主要作用。

四、编程题（共15分）

编写一个单例模式的示例代码，实现一个全局的配置类，用于存储和获取系统配置信息。

二、多项选择题（每题3分，共10题）

1.以下哪些属于设计模式的分类？

A.创建型模式

B.结构型模式

C.行为型模式

D.数据库模式

E.网络模式

2.在以下设计模式中，哪些属于创建型模式？

A.工厂方法模式

B.抽象工厂模式

C.建造者模式

D.单例模式

E.观察者模式

3.以下哪些属于结构型模式？

A.适配器模式

B.装饰者模式

C.享元模式

D.代理模式

E.策略模式

4.在以下设计模式中，哪些属于行为型模式？

A.责任链模式

B.状态模式

C.观察者模式

D.模板方法模式

E.迭代器模式

5.工厂方法模式中的主要角色有哪些？

A.抽象产品

B.具体产品

C.抽象工厂

D.具体工厂

E.客户端

6.装饰者模式中的主要角色有哪些？

A.Component

B.Decorator

C.ConcreteComponent

D.ConcreteDecorator

E.Client

7.在以下设计模式中，哪些模式使用了组合和继承的思想？

A.适配器模式

B.装饰者模式

C.享元模式

D.代理模式

E.模板方法模式

8.策略模式中的主要角色有哪些？

A.Context

B.Strategy

C.ConcreteStrategy

D.Client

E.ConcreteContext

9.观察者模式中的主要角色有哪些？

A.Subject

B.Observer

C.ConcreteSubject

D.ConcreteObserver

E.Client

10.在以下设计模式中，哪些模式可以用于处理复杂对象之间的关系？

A.适配器模式

B.装饰者模式

C.享元模式

D.代理模式

E.组合模式

三、判断题（每题2分，共10题）

1.设计模式只关注代码的结构和设计，与性能无关。（×）

2.单例模式适用于单例类需要频繁创建的场景。（√）

3.装饰者模式可以动态地给对象添加多个装饰，而不改变其结构。（√）

4.工厂方法模式可以创建多个具体产品，而不需要客户端知道具体产品的类名。（√）

5.策略模式可以避免使用多个if-else语句，使代码更加简洁。（√）

6.观察者模式中，Subject对象负责通知所有注册的Observer对象。（√）

7.责任链模式中，每个处理者对象都知道下一个处理者对象。（√）

8.状态模式可以使得对象在其内部状态改变时改变其行为。（√）

9.迭代器模式允许客户以不同的方式遍历一个聚合对象中的各个元素。（√）

10.享元模式通过共享尽可能多的相似对象来减少内存的使用。（√）

四、简答题（每题5分，共6题）

1.简述工厂方法模式的核心思想及其在软件设计中的应用。

2.解释装饰者模式中的装饰者和Component之间的关系。

3.描述策略模式如何实现算法的封装和算法之间的解耦。

4.简要说明观察者模式在事件驱动编程中的作用。

5.工厂方法模式与抽象工厂模式的主要区别是什么？

6.在责任链模式中，如何实现请求的传递和处理？

试卷答案如下

一、单项选择题（每题2分，共10题）

1.D

解析：设计模式旨在提高软件的可读性、可维护性和复用性。

2.A

解析：创建型模式关注对象的创建过程，单例模式确保全局只有一个实例。

3.D

解析：懒汉式、饿汉式和双重校验锁都是实现单例模式的常见方法。

4.A

解析：装饰者模式通过动态地给对象添加额外的职责来增强对象的功能。

5.A

解析：结构型模式关注类和对象的组合。

6.A

解析：工厂方法模式的主要目的是创建对象。

7.A

解析：客户端需要知道具体产品的类名来创建具体产品。

8.D

解析：行为型模式关注对象之间的交互和通信。

9.B

解析：命令模式将请求封装为一个对象，使请求发送者和接收者解耦。

10.D

解析：客户端需要知道具体策略的类名和具体策略的实现来使用策略。

二、多项选择题（每题3分，共10题）

1.ABC

解析：设计模式分为创建型、结构型和行为型三大类。

2.ABCD

解析：工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式和单例模式都属于创建型模式。

3.ABCD

解析：适配器模式、装饰者模式、享元模式和代理模式都属于结构型模式。

4.ABCD

解析：责任链模式、状态模式、观察者模式和模板方法模式都属于行为型模式。

5.ABCDE

解析：工厂方法模式包含抽象产品、具体产品、抽象工厂、具体工厂和客户端等角色。

6.ABCDE

解析：装饰者模式包含Component、Decorator、ConcreteComponent、ConcreteDecorator和Client等角色。

7.ABCD

解析：适配器模式、装饰者模式、享元模式和代理模式都使用了组合和继承的思想。

8.ABCD

解析：策略模式包含Context、Strategy、ConcreteStrategy、Client和ConcreteContext等角色。

9.ABCDE

解析：观察者模式包含Subject、Observer、ConcreteSubject、ConcreteObserver和Client等角色。

10.ABCDE

解析：适配器模式、装饰者模式、享元模式、代理模式和组合模式都可以处理复杂对象之间的关系。

三、判断题（每题2分，共10题）

1.×

解析：设计模式也关注性能优化。

2.√

解析：单例模式确保全局只有一个实例，减少对象创建的开销。

3.√

解析：装饰者模式允许在不改变对象结构的情况下，动态地添加新功能。

4.√

解析：工厂方法模式通过抽象工厂创建具体产品，隐藏具体实现细节。

5.√

解析：策略模式将算法封装，便于替换和扩展。

6.√

解析：观察者模式中，Subject负责通知所有注册的Observer。

7.√

解析：责任链模式通过链式传递请求，每个处理者知道下一个处理者。

8.√

解析：状态模式根据对象内部状态改变其行为。

9.√

解析：迭代器模式允许以不同的方式遍历集合中的元素。

10.√

解析：享元模式通过共享对象减少内存使用。

四、简答题（每题5分，共6题）

1.工厂方法模式的核心思想是将对象的创建过程封装在工厂类中，通过工厂类来创建具体产品对象，实现对象的创建和客户端的解耦。在软件设计中，工厂方法模式可以用于创建复杂的对象，或者当对象的创建逻辑较为复杂且经常变化时，可以提高代码的灵活性和可维护性。

2.装饰者模式中的装饰者是一个包装类，它包装了Component对象，并为其添加了额外的职责。装饰者和Component之间是组合关系，装饰者通过组合Component对象来实现其功能，同时保持对Component的透明性，使得装饰者可以动态地添加或删除功能。

3.策略模式通过将算法封装起来，使得算法的变化独立于使用算法的客户。在策略模式中，定义一个算法的接口，实现这个接口的多个算法类可以相互替换，客户端通过组合不同的算法类来实现不同的行为。这种封装和替换机制使得算法的变化不会影响到客户端，提高了代码的灵活性和可维护性。

4.观察者模式在事件驱动编程中用于实现对象之间的通信。在这种模式中，Subject对象负责维护一组Observer对象，当Subject的状态发生变化时，它会自动通知所有注册的Observer对象，Observer对象可以根据需要更新自己的状态或执行相应的操作。观察者模式使得对象之间的通信更加灵活和松耦合。

5.工厂方法模式与抽象工厂模式的主要区别在于，工厂方法模式关注单