软件设计师

下午题

数据流图

也称数据流程图(DFD)，它是一种便于用户理解，分析系统数据流程的图形工具。他摆脱了系统的物理内容，精确的在逻辑上描述系统的功能，输入，输出和数据存储等，是系统逻辑模型的重要组成部分

数据流图的基本图形元素

数据流图中的基本图形元素包括数据流，加工，数据存储和外部实体。

其中，数据流，加工和数据存储用于构建软件系统内部的数据处理模型；外部实体表示存在于系统之外的对象，用来帮助用户理解系统数据的来源和去向
- DFD 的基本图形元素
  - 外部实体内一般标记为 E
  - 数据存储内一般标记为 D
  - 加工内一般标记为 P
元素含义
- 外部实体：当前系统之外的人，物，外部系统
- 数据存储：存储加工的输出数据和提供加工的输入数据
- 加工：将输入数据处理后得到输出数据，一个加工至少有一个输入数据流和一个输出数据流
  - 加工只有输入没有输出称为：黑洞
  - 加工只有输出没有输入称为：白洞
  - 加工的输入数据不足以产生输出数据：灰洞
- 数据流：数据流有一组固定成分的数据组成，表示数据的流向，数据流的起点或终点必须有一个是加工 ，在 DFD 中，数据流的流向可分为几种
  - 从一个加工流向另一个加工
  - 从加工流向数据存储(写)
  - 从数据存储流向加工(读)
  - 从外部实体流向加工(输入)
  - 从加工流向外部实体(输出)

题目答案规范

问题一

答题格式

问题二

特殊一：如果说明文章内没有详细说明存储于某文件或某表，则可 __根据数据流上文字__，直接在其后添加文件或表即可

特殊二：如果与数据存储相关联的数据流上没有文字，可在说明文章中获取文件霍或表名

其他：与问题一大同小异

答题格式

问题三

方法(一起使用)

父图子图平衡(不一定100%找到缺失数据流)：父图中有的数据流，必须在子图中存在。若不存在，即找到一条缺失数据流

在数据流上文字中，符号 / 的含义是指分别有两条数据流输入或输出(重点关注)

加工必须有输入输出(不一定100%找到所有缺失数据流)：查找图中加工是否都有 __输入输出__，若无其中任意一种，则为缺失

数据守恒(阅读理解，不一定100%找到所有缺失数据流)：将说明文章与图对比，看是否所有功能都在图中体现，若没有体现则缺失

答题格式

起点与终点若都有字母或者汉字，请使用相同的字型，如(起点：D3，终点：3)。若两者题中只给出不同字型，就按实际书写

问题四

推测考两部分

结构化语言

根据说明，写出数据流组成

结构化语言类

结构化语言是一种介于自然语言和形式化语言之间的半形式化语言，是自然语言的一个受限子集

结构化语言没有严格的语法，他的结构通常可以分为内层和外层。外层有严格的语法，内层的语法比较灵活，可以接近于自然语言的描述

外层：用来描述控制结构，采用顺序，选择和重复3种基本结构

顺序结构：一组祈使语句，选择语句，重复语句的顺序排列。祈使语句是指至少包含一个动词即一个名词。指出要执行的动作及接受动作的对象

选择结构：一般用 IF-THEN-ELSE-ENDIF,CASE-OF-ENDCASE等关键词(重点)

重复结构：一般用 DO-WHILE-ENDDO,REPEAT-UNTIL等关键词

内层：一般采用祈使语句的自然语言短语，使用数字字典中的名词和有限的自定义词，其动词含义要具体，尽量不用形容词来修饰，还可以使用一些简单的算法运算和逻辑运算符号

组成类

数据流由具体的数据属性构成，采用 符号 + 表示，__=__ 表示组成(被定义为)，__:__ 表示有多个属性(与)，__{}__ 表示其中属性出现多次，__()__ 表示其中属性可选等。

例：一个学生至少有一个家长，可以有多个家长，即 1{家长 ID}*

数据库设计

E-R 图

椭圆：属性，内有属性名

矩形：实体，内有实体名

棱形：联系，内有联系字段，实体和实体之间的联系

实体
- 弱实体
  
  在现实世界中有一种特殊的联系，这种联系代表实体间的所有关系，例如职工与家属的联系，家属总是属于某职工的。这种实体对于另一些实体具有很强的依赖关系，即一个实体的存在必须以另一个实体为前提，将这类实体称为弱实体
  
  通常用 双线矩形 表示弱实体
- 子实体
  
  父类和子类之间具有继承关系
  
  形状和橡皮擦一样，并且 连接线上带有一个圆圈 (如果没有圆圈，就看是否像橡皮擦)
属性
- 简单属性和复合属性
  
  简单属性是原子的，不可再分的；复合属性可以细分为更小的部分
联系
- 两个不同实体之间的联系
  1. 一对一(1:1)
  2. 一对多(1:n)
  3. 多对多(m:n)
- 两个以上不同实体集之间的联系
  1. 1：1：1
  2. 1：1：n
  3. 1：m：n
  4. r：m：n

题目答案规范

问题一

根据需求分析结果答题

第一种
第二种
第三种

问题二

先根据 需求分析结果 对比查看是否缺少属性，再根据 概念模型设计 查看一对多等关系中是否有关系连接此实体(将1方的主码加到多方的属性中)

UML

关系

依赖关系

依赖是两个事物间的语义关系，其中一个事物(独立事物)发生变化会影响另一个事物(依赖事物)的语义。在图形上，把一个依赖画出一条 __可能有方向的虚线__，代表 左事物依赖于右事物
关联关系(重点)

可以分成两种关系：聚合和组合

关联关系是一种结构关系，他描述了一组链，链是对象之间的连接。

聚合是一种特殊类型的关联，他描述了整体与部分间的结构关系。整体消失了，部分仍然存在

组合是整体消失了，部分也会消失

在关联上可以标注 重复度 和角色

组合的图形是在聚合的基础上，空心棱形变为实心棱形

关联上的字符是重复度：0..1 指 0个或者一个，0..* 指 0个或者多个
泛化关系

泛化是一种特殊/一般关系，特殊元素(子元素)的对象可替代一般元素(父元素)d的对象。用这种方法，子元素共享了父元素的结构和行为。在图形上，把一个泛化关系画成一条带有空心箭头的实线，它指向父元素
实现关系
实现是类元之间的语义关系，其中一个类元指定了由另一个类元保证执行的契约。在图形上，把一个实现关系画成一条带有空心箭头的虚线

在两种情况下会使用实现关系：
1. 在接口和实现它们的类或构件之间
2. 在用例和实现它们的协作之间

UML 中的图

顶点代表事物，弧代表关系

类图

类图展现了一组对象，接口，协作和他们之间的关系。在面向对象系统的建模中所建立的最常见的图就是类图。类图给出系统的静态设计视图。包含主动类的类图给出了系统的静态进程视图

+：public 公有的

-：private 私有的

#：protected 受保护的

~：package 包

类图中通常包括下述内容：
- 类
- 接口
- 协作
- 依赖，泛化和关联关系
用例图

用例图展现了一组用例，参与者以及它们之间的关系

用例图通常包括下述内容
- 用例：椭圆
- 参与者：人形
- 用例之间的扩展关系(<< extend >>) 和包含关系(<< include >>)，参与者和用例之间的关联关系，用例与用例以及参与者与参与者之间的泛式关系
1. 包含关系
  
  一个用例包含另一个用例，使用 虚线加箭头，并在上有<< include >> 字段 ，虚线起点包含终点
2. 扩展关系
  
  一个用例执行的时候，可能会发生一些特殊的情况或可选的情况，这种情况就是这个用例的扩展用例。使用 虚线加箭头，并在上有<< extend >> 字段 ，虚线起点是终点的扩展
3. 泛化关系
  
  使用 实线加空心箭头 ，虚线起点是终点的子类

题目答案规范

问题一

查看说明，寻找组合答案

问题二

问题三

设计模式

此问题需注意强制类型转换，例：Resume a = (Resume) c.Clone()

简单工厂模式

简单工厂模式属于创建型模式，但不属于23种设计模式之一

定义一个工厂类，它可以根据参数的不同返回不同类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类

在简单工厂模式中用于被创建实例的方法通常为静态方法，因此简单工厂模式又被成为静态工厂方法

三类角色

工厂(核心)：负责实现创建所有产品的内部逻辑，工厂类可以被外界直接调用，创建所需对象
抽象产品：工作类所创建的所有对象的父类，封装了产品对象的公共方法，所有的具体产品为其子类对象
具体产品：简单工厂模式的创建目标，所有被创建的对象都是某个具体类的实例。它要实现抽象产品中声明的抽象方法

工厂方法(Factory Method)

定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到其子类

适用场景

当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候
当一个类希望由它的子类来指定他所创建的对象的时候
当类将创建对象的职责委托给多个帮助子类中的某一个，并且你希望将哪一个帮助子类是代理者这一信息局部化的时候

抽象工厂

提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无须指定它们具体的类

适用场景

一个系统要独立于它的产品的创建，组合和表示时
一个系统要由多个产品系列中的一个来匹配时
当要强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时
当提供一个产品类库，只想显示它们的接口而不是实现时

生成器(Builder)

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示

适用场景

当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时
当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时

原型(Prototype)

用原型实例指定创建对象的种类，并且通过复制这些原型创建新的对象

适用场景

当一个系统应该独立于它的产品创建，构成和表示时
当要实例化的类是在运行时刻指定时
为了避免创建一个与产品类层次平行的工厂类层次时
当一个类的实例只能有几个不同状态组合中的一种时。建立相应数目的原型并克隆它们，可能比每次用合适的状态手工实例化该类更方便

适配器(Adapter)

将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。Adapter 模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作

结构

类适配器使用多重继承对一个接口与另一个接口进行匹配

对象适配器依赖于对象组合

适用场景

想使用一个已经存在的类，而他的接口不符合要求
想创建一个可以服用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类(即那些接口可能不一定兼容的类)协同工作
(仅适用于对象适配器)想使用一个已经存在的子类，但是不可能对每一个都进行子类化以匹配他们的接口。对象适配器可以适配它的父类接口

桥接(Bridge)

将抽象部分与其实现部分分离，使它们都可以独立地变化

适用场景

不希望在抽象和它的实现部分之间有一个固定的绑定关系。
类的抽象以及它的实现都应该可以通过生成子类的方法加以扩充。这是 Bridge 模式使得开发者可以对不同得抽象接口和实现部分进行组合，并分别对它们进行扩充
对一个抽象得实现部分的修改应对客户不产生影响，即客户代码不必重新编译
(C++)想对客户完全隐藏抽象的实现部分
有许多类要生产的类层次结构
想在多个对象间共享实现(可能使用引用计数)，但同时要求客户并不知道这一点

组合(Composite)

将对象组合成树型结构以表示”部分-整体”的层次结构。Composite 使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性

适用场景

想表示对象的部分-整体层次结构
希望用户忽略组合对象与单个对象的不同，用户将统一的使用组合结构中的所有对象

装饰器(Decorator)

动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能而言，Decorator 模式比生成子类更加灵活

适用场景

在不影响其他对象的情况下，以动态，透明的方式给单个对象添加职责
处理那些可以撤销的职责
当不能采用生成子类的方式进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是，由于类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类

享元(Flyweight)

运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象

适用场景

一个应用程序使用了大量的对象
完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销
对象的大多数状态都可变为外部状态
如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象
应用程序不依赖于对象标识。由于 Flyweight 对象可以被共享，所以对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值

命令(Command)

将一个请求封装为一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销的操作

适用场景

抽象出待执行大的动作以参数化某对象。Command 模式是过程语言中的回调(Callback)机制的一个面向对象的替代品
在不同的时刻指定，排列和执行请求。一个 Command 对象可以有一个与初始请求无关的生存期。如果一个请求的接收者可用一种与地址空间无关的方式表达，那么就可以将负责该请求的命令对象传递给另一个不同的进程并在那实现该请求
支持取消操作。Command 的 Execute 操作可在实施操作前将状态存储起来，在取消操作时这个状态用来消除该操作的影响。Command 接口必须添加一个 Unexecute 操作，该操作取消上一次 Execute 调用的效果。执行大的命令被存储在一个历史列表中。可通过向后和向前遍历这一列表并分别调用 Unexecute 和 Execute 来实现重数不限的 “取消” 和 “重做”。
支持修改日志。这样当系统崩溃时，这些修改可以被重做一遍。在 Command 接口中添加装载操作和存储操作，可以用来保持变动的一个一致的修改日志。从崩溃中恢复的过程包括从磁盘中重新读入记录下来的命令并用 Execute 操作重新执行它们
用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。这样一种结构在支持事务(Transaction)的信息系统中很常见。Command 模式提供了对事务进行建模的方法。Command 有一个公共接口，使得可以用同一种方式调用所有的事务，同时使用该模式也易于添加新事务以扩展系统

观察者(Observer)

定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新

适用场景

当一个抽象模型有两个方面，其中一个方面依赖于另一个方面，将这两者封装在独立的对象中以使它们可以各自独立的改变和复用
当对一个对象的改变需要同时改变其他对象，而不知道具体有多少对象有待改变时
当一个对象必须通知其他对象，而它又不能假定其他对象是谁，即不希望这些对象是紧耦合的

状态模式(State)

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类

适用场景

一个对象的行为决定于它的状态，并且他必须在允运行时刻根据状态改变它的行为
一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态常用一个或多个枚举常量表示。通常，有多个操作包含这一相同的条件结构。State 模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。这使得开发者可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象独立变化

策略模式(Strategy)

定义一系列的算法，把他们一个个封装起来，并且使它们可以相互替换。此模式使得算法可以独立于使用它们的客户而变化

适用场景

许多相关的类仅仅是行为有异。”策略”提供了一种用多个行为中的一个行为来配置一个类的方法
需要使用一个算法的不同变体。例如，定义一些反映不同空间的空间/时间权衡的算法。当这些变体实现为一个算法的类层次时，可以使用策略模式
算法使用客户不应该知道的数据。可使用策略模式以避免暴露复杂的，与算法相关的数据结构
一个类定义了多种行为，并且这些行为在这个类的操作中以多个条件语句的形式出现，将相关的条件分支移入它们各自的 Strategy 类中，以代替这些条例语句

访问者(Visitor)

表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。它允许在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作

适用场景

一个对象结构包含很多类对象，它们有不同的接口，而用户想对这些对象实施一些依赖于其具体类的操作
需要对一个对象结构中的对象进行很多不同的并且不相关的操作，而又想要避免这些操作”污染”这些对象的类。Visitor 使得用户可以将相关的操作集中起来定义在一个类中。当该对象结构被很多应用共享时，用 Visitor 模式让每个应用仅包含需要用到的操作
定义对象结构的类很少改变，但经常需要在此结构上定义新的操作。改变对象结构类需要重定义对所有访问者的接口，这可能需要很大的代价。如果对象结构类经常改变，那么可能还是在这些类中定义这些操作较好

中介者(Mediator)

用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合松散，而且可以独立地改变他们之间地交互

适用场景

一组对象以定义良好但是复杂地方式进行通信，产生地相互依赖关系结构混乱且难以理解
一个对象引用其他很多对象并且直接与这些对象通信，导致难以复用该对象
想定制一个分布在多个类中地行为，而又不想生成太多的子类