2026年软件设计师应用技术真题

2026年软件设计师应用技术真题试题一（共15分）阅读下列说明和C代码，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某航天科研院正在开发一套深空探测器的姿态控制模拟系统。该系统需要计算探测器在特定燃料限制下，能够携带的科学仪器总重量的最大值，以优化探测任务的数据采集能力。已知有n种科学仪器，每种仪器有唯一的重量w[i]和科学价值v算法设计采用动态规划策略。定义二维数组dp[i][状态转移方程如下：1.如果第i种仪器的重量大于当前限制j（即w[i]d2.如果第i种仪器的重量小于等于当前限制j，则需要在“放入该仪器”和“不放入该仪器”之间选择价值较大的方案：d以下是实现该算法的C代码，其中常量N表示仪器种类数量，常量C表示最大承载重量。数组w[]存储重量，数组【C代码】```c#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#defineN6#defineC20intmax(inta,intb){returna>b?a:b;}intknapsack(intw[],intv[],intn,intcapacity){intdp[n+1][capacity+1];inti,j;//初始化动态规划表for(i=0;i<=n;i++){for(j=0;j<=capacity;j++){if(i==0||j==0){dp[i][j]=0;}elseif(____(1)____){//当前仪器重量超过当前容量限制，无法放入dp[i][j]=dp[i-1][j];}else{//比较放入与不放入的价值，取最大值dp[i][j]=max(____(2)____,dp[i-1][j-w[i-1]]+v[i-1]);}}}//以下代码用于回溯找出具体选择了哪些仪器（本题仅需填空，理解即可）/*intres=dp[n][capacity];j=capacity;for(i=n;i>0&&res>0;i--){if(res!=dp[i-1][j]){printf("选择仪器:%d(重量:%d,价值:%d)\n",i,w[i-1],v[i-1]);res-=v[i-1];j-=w[i-1];}}*/returndp[n][capacity];}intmain(){//仪器重量数组intweights[N]={5,4,7,2,6,3};//仪器科学价值数组intvalues[N]={12,10,14,5,8,7};intmax_value=knapsack(weights,values,N,C);printf("在最大承载重量%d下，能获得的最大科学价值为:%d\n",C,max_value);return0;}```【问题1】（4分）根据题干说明和C代码，填充C代码中的空缺（1）和（2）。【问题2】（6分）已知输入数据为：weight请计算dp[3][10]的值。注意：数组下标从0开始，但在逻辑上dp[【问题3】（5分）该算法的时间复杂度和空间复杂度分别是多少？（用大O符号表示）。若要优化空间复杂度，可以将二维数组dp优化为一维数组，请简要说明优化后的状态转移方程在循环遍历方向上的要求（即j试题二（共15分）阅读下列说明，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某大型物流公司计划升级其“智慧物流仓储管理系统”。该系统主要负责管理全国各地的仓库信息、库存物资、供应商以及入库出库记录。系统需要能够实时查询各仓库的库存状态，并统计特定时间段内的物资流动情况。经过需求分析，系统的主要实体及其属性如下：1.仓库：仓库编号（主键）、仓库名称、地理位置、最大容量、当前状态。2.物资：物资编号（主键）、物资名称、规格型号、单价、安全库存量。3.供应商：供应商编号（主键）、供应商名称、联系方式、信用等级。4.入库单：入库单号（主键）、入库日期、经手人、关联的仓库编号、关联的供应商编号。5.入库明细：明细ID（主键）、关联的入库单号、关联的物资编号、入库数量、批次号。6.出库单：出库单号（主键）、出库日期、经手人、关联的仓库编号、接收单位。7.出库明细：明细ID（主键）、关联的出库单号、关联的物资编号、出库数量。实体间的联系如下：一个仓库可以接收多张入库单和多张出库单。一张入库单只能属于一个仓库，但由一个供应商提供，包含多条入库明细。一张出库单只能属于一个仓库，包含多条出库明细。一条入库明细或出库明细都对应一种具体的物资。【问题1】（6分）根据上述说明，设计E-R图。请给出“仓库”、“入库单”、“供应商”三个实体之间的联系类型（1:1,1:n,m:n）。请说明“入库单”与“入库明细”之间属于什么联系类型，并解释原因。【问题2】（6分）将E-R图转换为关系模式，请补充完整下列关系模式（下划线标出主键）。仓库（____(3)____，仓库名称，地理位置，最大容量，当前状态）物资（____(4)____，物资名称，规格型号，单价，安全库存量）供应商（____(5)____，供应商名称，联系方式，信用等级）入库单（____(6)____，入库日期，经手人，仓库编号，供应商编号）入库明细（____(7)____，入库单号，物资编号，入库数量，批次号）【问题3】（3分）为了提高查询效率，系统经常需要统计“北京地区”仓库中“单价高于100元”的物资总库存。假设库存数量可以通过汇总“入库明细”和“出库明细”计算得出。请写出查询“北京地区”所有仓库中，物资名称为“高端芯片”的总库存量的SQL语句。（提示：需要连接仓库、物资、入库单、入库明细、出库单、出库明细表，并使用子查询或聚合函数）。试题三（共15分）阅读下列说明和图，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某软件开发公司受委托开发一款“智能家庭网关控制系统”。该系统允许用户通过手机App或Web端远程控制家中的智能设备（如灯光、窗帘、空调等）。系统采用面向对象方法进行设计，使用统一建模语言（UML）进行建模。系统核心类描述如下：HomeController（家庭控制器）：系统的核心控制类，负责接收用户的指令并调度相应的设备。它维护一个设备列表。SmartDevice（智能设备）：所有智能设备的抽象父类，包含设备ID、设备名称、当前状态等通用属性，并定义了抽象方法`turnOn()`和`turnOff()`。Light（灯光）、AirConditioner（空调）、Curtain（窗帘）：继承自`SmartDevice`，分别实现具体的开关控制逻辑。例如，`AirConditioner`还需要设置温度。Command（命令）：接口类，声明了`execute()`方法。TurnOnCommand（开启命令）、TurnOffCommand（关闭命令）：实现了`Command`接口，持有一个对`SmartDevice`的引用，在`execute()`方法中调用设备的`turnOn()`或`turnOff()`方法。RemoteControl（遥控器）：充当调用者，包含设置命令和执行命令的方法。它持有一个`Command`对象。该系统在设计时使用了“命令模式”来解耦请求的发送者和接收者，同时也支持命令的排队、记录日志等功能。图3-1是该系统的类图示意图（文字描述）：`SmartDevice`是抽象类。`Light`、`AirConditioner`、`Curtain`是`SmartDevice`的子类。`Command`是接口。`TurnOnCommand`和`TurnOffCommand`实现`Command`接口。`TurnOnCommand`和`TurnOffCommand`类中包含一个类型为`SmartDevice`的属性`device`。`RemoteControl`类中包含一个类型为`Command`的属性`command`。【问题1】（4分）根据说明中的描述，在UML类图中，`SmartDevice`与`Light`之间的关系属于（1）关系；`TurnOnCommand`与`SmartDevice`之间的关系属于（2）关系。（请填空：泛化、实现、组合、聚合、关联、依赖）。【问题2】（6分）在命令模式中，`RemoteControl`类通常被称为（3），`Command`接口被称为（4），而`SmartDevice`类被称为（5）。【问题3】（5分）假设系统需要扩展功能，允许用户执行“宏命令”，即一键执行一系列操作（例如：按下“观影模式”按钮，同时关闭窗帘、调暗灯光、打开空调）。请在原有设计基础上，说明如何设计一个`MacroCommand`类来实现此功能。(6)`MacroCommand`应该继承或实现哪个类/接口？(7)`MacroCommand`内部应该维护什么数据结构来存储一系列子命令？(8)在`MacroCommand`的`execute()`方法中，应该如何实现？试题四（共15分）阅读下列说明，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某互联网金融公司正在构建新一代“高并发交易处理系统”。该系统需要处理来自全球用户的支付请求、转账请求和理财申购请求。系统要求具备极高的可用性、可扩展性和容错性。架构师团队经过论证，决定采用基于“微服务架构”并结合“事件驱动架构（EDA）”的混合架构风格。系统被拆分为多个独立的微服务，如用户服务、账户服务、风控服务、通知服务等。服务之间通过RESTfulAPI进行同步调用，而对于耗时较长或需要最终一致性的跨服务操作，则采用异步消息队列（基于Kafka）进行事件传递。系统核心组件包括：API网关：系统的统一入口，负责路由转发、身份认证、限流熔断。服务注册中心：实现服务的注册与发现。消息代理：负责事件的发布与订阅。聚合服务：面向前端UI的组合服务，后端调用多个基础微服务。【问题1】（5分）在微服务架构中，服务之间通常采用RESTfulAPI进行通信。请列举RESTful架构中HTTP方法的四种主要类型，并说明它们在资源操作上的通常含义。【问题2】（5分）在事件驱动架构中，当“账户服务”完成了一笔“转账扣款”操作后，需要发布一个“AccountDebited”事件。假设“通知服务”订阅了该事件，以便向用户发送扣款短信。请解释在这种异步通信模式下，如何保证数据的“最终一致性”？如果消息发送失败或“通知服务”处理失败，系统通常采用什么机制来处理？（请结合“幂等性”和“重试机制”进行回答）。【问题3】（5分）为了应对高并发流量，API网关通常会集成“限流”策略。常见的限流算法有“令牌桶算法”和“漏桶算法”。请简要说明“令牌桶算法”的基本工作原理。假设API网关限制每秒处理100个请求（即速率r=100），桶容量试题五（共15分）阅读下列说明和C++代码，回答问题1至问题3，将解答填入答题纸的对应栏内。【说明】某图形编辑器软件需要提供对多种图形（如圆形、矩形、线条）的操作。为了支持对不同图形进行统一的描述和渲染，同时方便未来扩展新的图形类型，开发团队采用了“组合模式”来设计图形对象的层次结构。在该设计中，所有图形元素（包括基本图形和由图形组成的组合图形）都继承自抽象基类`Graphic`。`Graphic`类声明了`draw()`（绘制）和`add()`（添加子组件）、`remove()`（移除子组件）等方法。`Line`（线条）、`Circle`（圆形）、`Rectangle`（矩形）是叶子节点，实现了`draw()`方法，但`add()`和`remove()`操作对它们来说是无意义的（通常会抛出异常或不做处理）。`Picture`（图片/组合图形）是树枝节点，它维护一个`Graphic`对象的列表（`children`），实现了`add()`和`remove()`方法来管理子图形。其`draw()`方法会遍历列表，调用所有子图形的`draw()`方法。以下是该设计模式的C++代码实现。【C++代码】```cpp#include<iostream>#include<vector>#include<string>usingnamespacestd;//抽象组件类classGraphic{public:virtual~Graphic(){}virtualvoiddraw()=0;virtualvoidadd(Graphic*g){//默认实现，适用于叶子节点cout<<"Error:Cannotaddtoaleaf."<<endl;}virtualvoidremove(Graphic*g){//默认实现，适用于叶子节点cout<<"Error:Cannotremovefromaleaf."<<endl;}};//叶子节点：LineclassLine:publicGraphic{public:voiddraw()override{cout<<"DrawingaLine."<<endl;}};//叶子节点：CircleclassCircle:publicGraphic{public:voiddraw()override{cout<<"DrawingaCircle."<<endl;}};//树枝节点：PictureclassPicture:publicGraphic{private:vector<Graphic*>children;//使用vector存储子组件public:voiddraw()override{for(autog:children){g->draw();//多态调用}}voidadd(Graphic*g)override{children.push_back(g);}voidremove(Graphic*g)override{//简化实现，实际中可能需要查找迭代器删除//这里仅作示意}};intmain(){//创建叶子节点Line*line1=newLine();Circle*circle1=newCircle();Line*line2=newLine();//创建组合节点Picture*pic=newPicture();Picture*subPic=newPicture();//构建树形结构//subPic包含line1和circle1subPic->add(line1);subPic->add(circle1);//pic包含subPic和line2pic->add(subPic);pic->add(line2);//统一调用绘制cout<<"Renderingthecompositepicture:"<<endl;pic->draw();//内存清理略return0;}```【问题1】（4分）根据上述代码和应用场景，该设计模式属于（9）模式。在这种模式中，对象被组织成树形结构，使得客户端可以一致地处理（10）对象和（11）对象。【问题2】（6分）在C++代码中，`Graphic`类充当了什么角色？（12）。`Picture`类充当了什么角色？（13）。`Line`和`Circle`类充当了什么角色？（14）。【问题3】（5分）组合模式的关键在于将“组合对象”和“叶子对象”的行为抽象一致。请说明`Graphic`类中定义`add`和`remove`方法（即使在叶子节点中不支持）的这种设计方式被称为什么？（15）。这种方式在C++中通常有什么优点或缺点？（请简要回答一点）。参考答案与解析试题一【问题1】(1)w[i-1]>j或w[i-1]>j(2)dp[i-1][j]解析：(1)根据题干状态转移方程说明，如果第i种仪器重量大于当前限制j，则不能放入。注意C代码中数组w和v的下标是从0开始的，而循环变量i从1到n，所以第i种仪器对应的重量是w[i-1]。(2)根据状态转移方程，取max中的第一项是不放入当前物品时的价值，即dp[i-1][j]。【问题2】dp[3][10]的值为22。解析：我们需要计算前3种仪器（重量分别为5,4,7；价值分别为12,10,14），在容量限制为10的情况下的最大价值。初始化：dp[0][j]=0,dp[i][0]=0.i=1(w=5,v=12):j=1..4:dp[1][j]=0j=5..10:dp[1][j]=12i=2(w=4,v=10):j=1..3:dp[2][j]=0j=4:max(dp[1][4],dp[1][0]+10)=max(0,10)=10j=5:max(dp[1][5],dp[1][1]+10)=max(12,10)=12j=6:max(dp[1][6],dp[1][2]+10)=max(12,10)=12j=7:max(dp[1][7],dp[1][3]+10)=max(12,10)=12j=8:max(dp[1][8],dp[1][4]+10)=max(12,10)=12j=9:max(dp[1][9],dp[1][5]+10)=max(12,22)=22j=10:max(dp[1][10],dp[1][6]+10)=max(12,22)=22i=3(w=7,v=14):计算dp[3][10]:w[2]=7<=10.比较：不放入第3个->dp[2][10]=22。放入第3个->dp[2][10-7]+14=dp[2][3]+14=0+14=14。取max(22,14)=22。所以dp[3][10]=22。【问题3】时间复杂度：O空间复杂度：O优化要求：j的遍历顺序应该是从大到小（递减）。原因：如果使用一维数组dp[j]，当从小到大遍历时，dp[j−w[i]]试题二【问题1】仓库与入库单：1:n（一个仓库可以有多张入库单，一张入库单只属于一个仓库）仓库与出库单：1:n供应商与入库单：1:n（一个供应商可以提供多张入库单，一张入库单通常来自一个供应商）入库单与入库明细：1:n原因：一张入库单包含多条入库明细，每条明细记录一种物资的入库信息，而一条入库明细必须依附于某一张具体的入库单存在。【问题2】(3)仓库编号(4)物资编号(5)供应商编号(6)入库单号(7)明细ID解析：主键通常用于唯一标识实体，根据描述中带下划线的标识符即可确定。【问题3】```sqlSELECTSUM(in_detail.入库数量-out_detail.出库数量)ASTotalStockFROM仓库wJOIN入库单in_billONw.仓库编号=in_bill.仓库编号JOIN入库明细in_detailONin_bill.入库单号=in_detail.入库单号JOIN物资mONin_detail.物资编号=m.物资编号JOIN出库单out_billONw.仓库编号=out_bill.仓库编号JOIN出库明细out_detailONout_bill.出库单号=out_detail.出库单号ANDin_detail.物资编号=out_detail.物资编号WHEREw.地理位置LIKE'%北京%'ANDm.物资名称='高端芯片';```（注：SQL写法不唯一，核心逻辑包括：多表连接、条件筛选、聚合求和。上述SQL假设每种物资的出入库明细能严格对应，实际业务中可能需要分别汇总入库总量和出库总量再相减，例如使用子查询：```sqlSELECT(SELECTSUM(入库数量)FROM入库明细...WHERE...)-(SELECTSUM(出库数量)FROM出库明细...WHERE...)...```更严谨的写法如下：）```sqlSELECT(SELECTCOALESCE(SUM(入库明细.入库数量),0)FROM入库单,入库明细,物资WHERE入库单.仓库编号=仓库.仓库编号AND入库单.入库单号=入库明细.入库单号AND入库明细.物资编号=物资.物资编号AND物资.物资名称='高端芯片')-(SELECTCOALESCE(SUM(出库明细.出库数量),0)FROM出库单,出库明细,物资WHERE出库单.仓库编号=仓库.仓库编号AND出库单.出库单号=出库明细.出库单号AND出库明细.物资编号=物资.物资编号AND物资.物资名称='高端芯片')ASTotalStockFROM仓库WHERE仓库.地理位置LIKE'%北京%';```试题三【问题1】(1)泛化(2)关联解析：(1)Light继承自SmartDevice，属于泛化关系。(2)TurnOnCommand内部持有SmartDevice的引用（成员变量），属于关联关系。【问题2】(3)调用者(4)命令接口(5)接收者解析：这是命令模式的标准角色名称。RemoteControl发出请求，Command封装请求，SmartDevice真正执行工作。【问题3】(6)实现Command接口(7)一个列表（如List、Vector或数组），用于存储Co