2021年上半年软件设计师下午题题型分析及解题全攻略（附真题及答案解析）

2021年上半年软件设计师下午题题型分析及解题全攻略

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试题一（数据流图与结构化分析）

题型：数据流图实体识别、数据存储补充、数据流补充、结构化语言描述。
考点：

1. 实体识别：根据上下文数据流图匹配实际业务角色（如车主、管理员）。
2. 数据存储设计：识别系统中存储的数据对象（如停车记录表）。
3. 数据流平衡：确保数据流的起点和终点符合加工逻辑。
4. 结构化语言：将自然语言转化为if-else逻辑，描述加工流程。

解题思路：

1. 实体命名：对照题干说明，筛选出所有外部交互角色（如“车主”对应注册功能）。
2. 数据存储定位：从功能描述中提取关键数据（如“会员信息表”存储充值信息）。
3. 缺失数据流：检查加工之间的输入输出是否完整（如“计费规则”需从存储到计费加工）。
4. 结构化语言：按层次描述分支判断，明确入口、出口逻辑。

知识点总结：

• 数据流图（DFD）：分上下文图和分层图，关注外部实体、数据流、加工、数据存储。
• 结构化分析：自顶向下分解功能，保证数据流一致性。
• 加工逻辑描述：使用判定树、判定表或结构化语言（if-else分支）。

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试题二（数据库设计）

题型：ER图补充、逻辑结构设计、新增实体设计。
考点：

1. ER模型构建：识别实体、联系和多重性（如客户和团购点的“订单”联系）。
2. 关系模式转换：处理多对多联系，引入关联表（如“供货”关系表）。
3. 完整性约束：主键、外键的正确设置（如订单表中客户电话的依赖关系）。

解题思路：

1. 补充ER图：根据需求描述确定实体间联系（如“订单”连接客户与团购点）。
2. 逻辑结构分析：
   • （a）填入“团购点编号，供货量”（多对多联系需分开存储）。
   • （b）添加“客户电话”作为外键。
3. 新增快递实体：与客户建立“收取”联系，快递表增加客户电话外键。

知识点总结：

• ER模型设计：实体（矩形）、联系（菱形）、属性（椭圆）的表示方式。
• 关系模式转换规则：
  • 实体→表（属性对应列）；
  • 多对多联系→独立关系表+主键组合。
• 外键约束：确保数据完整性（如订单表中的客户电话需存在于客户表）。

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试题三（面向对象分析与UML设计）

题型：用例图参与者识别、类图类名匹配、用例关系解释。
考点：

1. 用例图分析：识别系统参与者（如患者、药师）和用例（如“处理处方”）。
2. 类图映射：根据功能描述对应类名（如处方类关联支付方式）。
3. 用例关系：区分包含（include）、扩展（extend）、泛化（generalize）关系。

解题思路：

1. 参与者与用例填充：
   • A1为“患者”（注册、登录）、A2为“快递人员”（送药）、A3为“药师”（处理处方）。
2. 类名匹配：C1为“处方”，C5为“配送信息”（类属性与功能对应）。
3. 用例关系解释：
   • Include：必选子用例（如登录必须包含身份验证）。
   • Extend：可选扩展（如支付失败后的重试流程）。
   • Generalize：父子用例继承（如多种支付方式的泛化）。

知识点总结：

• 用例图：描述系统功能边界，注重参与者与用例的交互。
• 类图设计：类名、属性、操作、关联关系的映射（如“处方”类有计算费用方法）。
• 用例关系类型：
  • Include（必需功能组成），Extend（条件触发扩展），Generalize（父子继承）。

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试题四（动态规划算法）

题型：代码填空、算法策略与复杂度分析。
考点：

1. 动态规划实现：三角剖分问题的最优解递推式（m[i][j]为子问题权重）。
2. 代码逻辑：填充循环范围（r规模）、状态转移条件。
3. 复杂度分析：时间O(n³)（三重循环），空间O(n²)（二维数组存储）。

解题思路：

1. 代码填空：
   • （1）子问题规模范围：r <= N。
   • （2）计算终点j：j = i + r - 1。
   • （3）比较当前解与最小值：temp < m[i][j]。
2. 算法策略：动态规划通过分解子问题并存储结果避免重复计算。

知识点总结：

• 动态规划（DP）：适用最优子结构问题，核心是状态转移方程（m[i][j] = min{…}）。
• 时间复杂度：由嵌套循环决定，常见为多项式级（如立方阶）。
• 空间复杂度：由DP表维度决定（二维表为O(n²)）。

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试题六（组合设计模式实现）

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题型与考点

题型：设计模式代码填空（组合模式）、面向对象类图映射。
考点：

1. 组合模式结构：抽象类定义、叶子节点和容器节点的实现差异。
2. Java语法：抽象方法声明、属性可见性、泛型容器的使用。
3. 递归操作：组合模式中树形结构的遍历逻辑（如打印菜单）。

问题回顾：根据类图补全组合模式的Java代码，重点实现菜单项（叶节点）和菜单（容器节点）的层次化结构。

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解题思路与答案解析

代码填空要点：

1. (1) protected

   • 解析：MenuComponent类的name属性需要被子类（MenuItem和Menu）继承，protected保证子类可见，但外部不可直接访问。

2. (2) abstract boolean addMenuElement(MenuComponent element)

   • 解析：组合模式中容器节点（Menu）和叶子节点（MenuItem）需统一接口。addMenuElement为抽象方法，叶子节点默认不支持添加子元素（返回false）。

3. (3) abstract List getElement()

   • 解析：获取子元素列表的抽象方法。Menu（容器）返回子元素列表，MenuItem（叶子）无子元素，返回null。

4. (4) List elementList

   • 解析：Menu作为容器，需维护子元素列表（菜单项或子菜单），使用泛型List存储。

5. (5) mainMenu.addMenuElement(subMenu)

   • 解析：构建菜单层级，将子菜单subMenu添加到主菜单mainMenu的子元素列表中。

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知识点总结

1. 组合模式（Composite Pattern）

   • 核心思想：将对象组织成树形结构，使客户端可以统一处理单个对象（叶节点）和组合对象（容器节点）。
   • 适用场景：递归层次结构（如文件系统、菜单树）需要统一操作接口的场景。
   • 关键角色：
     • Component（抽象类）：定义统一接口，如MenuComponent。
     • Leaf（叶节点）：实现具体操作，不支持子节点（如MenuItem）。
     • Composite（容器节点）：包含子节点，管理添加、删除操作（如Menu）。

2. 代码实现要点

   • 抽象类的设计：

     abstract class MenuComponent {
         protected String name;  // 子类可见的属性
         public abstract boolean addMenuElement(MenuComponent element);
         public abstract List<MenuComponent> getElement();
     }
     

   • 叶子节点（无子元素）：重写方法返回默认值（如addMenuElement返回false，getElement返回null）。
   • 容器节点（支持子元素）：

     class Menu extends MenuComponent {
         private List<MenuComponent> elementList;  // 子元素列表
         public boolean addMenuElement(MenuComponent element) {
             return elementList.add(element);  // 添加子元素
         }
     }
     

   • 递归遍历：通过getElement获取子元素，递归调用打印方法。

3. 代码运行逻辑举例

   // 构建菜单层级
   MenuComponent mainMenu = new Menu("Insert");
   Menu subMenu = new Menu("Chart");
   MenuItem element = new MenuItem("On This Sheet");
   
   mainMenu.addMenuElement(subMenu);  // 子菜单加入主菜单
   subMenu.addMenuElement(element);   // 菜单项加入子菜单
   
   // 打印菜单结构（递归输出）
   printMenus(mainMenu);  // 输出："Insert" -> "Chart" -> "On This Sheet"
   

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常见错误与避坑指南

1. 抽象方法遗漏：未在抽象类MenuComponent中声明抽象方法（如漏掉getElement），导致编译错误。
2. 叶节点操作限制：对MenuItem调用addMenuElement时应返回false，确保叶子节点不可扩展。
3. 泛型容器使用：错误的数据类型（如List）会导致类型转换异常，需使用List。

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总结与复习建议

1. 数据流图与结构化设计：重点掌握数据流平衡与加工逻辑描述。
2. 数据库设计：熟练ER图到关系模式的转换及完整性约束。
3. 面向对象与UML：强化用例图、类图的设计及用例关系区分。
4. 算法设计：理解动态规划原理，掌握代码实现模板。
5. 真题训练：通过历年试题练习，熟悉高频考点与时间分配策略。