2007年上半年软件设计师下午试题

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]
某医院的门诊管理系统实现了为患者提供挂号、处方药品收费的功能。具体的需求及
设计如下：

1．医院医师具有编号, 姓名, 科室, 职称, 出诊类型和出诊费用，其中出诊类型分为专家门诊和普通门诊，与医师职称无关；各个医师可以具有不同的出诊费用，与职称和出诊类型无关。
2．患者首先在门诊挂号处挂号，选择科室和医师，根据选择的医师缴纳挂号费（医师出诊费）。收银员为患者生成挂号单，如表 2-1 所示，其中，就诊类型为医师的出诊类型。
   
3．患者在医师处就诊后，凭借挂号单和医师手写处方到门诊药房交费买药。收银员根据就诊号和医师处方中开列的药品信息，查询药品库（如表 2-2 所示）并生成门诊处方单（如表 2-3 所示）。
   
4．由于药品价格会发生变化，因此，门诊管理系统必须记录处方单上药品的单价。
根据需求阶段收集的信息，设计的实体联系图和关系模式（不完整）如下所示：

1. 实体联系图
   
2．关系模式
挂号单（就诊号, 病患姓名, 医师编号, 时间, （5）　）
收银员（编号, 姓名, 级别）
医师（编号, 姓名, 科室, 职称, 出诊类型, 出诊费用）
门诊处方 ( （6） , 收银员, 时间 )
处方明细（就诊号, （7）　）
药品库 (药品编码, 药品名称, （8） )

[问题1]（4 分）
根据问题描述，填写 2-1 实体联系图中(1) (4)处联系的类型。

[问题2]（4分）
图 2-1 中还缺少几个联系？请指出每个联系两端的实体名，格式如下：

实体 1：实体 2
例如，收银员与门诊处方之间存在联系，表示为：
收银员：门诊处方或门诊处方：收银员

[问题3]（7分）
根据实体联系图 2-1，填写挂号单、门诊处方、处方明细和药品库关系模式中的空（5）~（8）处，并指出挂号单、门诊处方和处方明细关系模式的主键。

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]
某图书管理系统的主要功能如下：

1．图书管理系统的资源目录中记录着所有可供读者借阅的资源，每项资源都有一个唯一的索引号。系统需登记每项资源的名称、出版时间和资源状态（可借阅或已借出）。
2．资源可以分为两类：图书和唱片。对于图书，系统还需登记作者和页数；对于唱片，还需登记演唱者和介质类型（CD 或者磁带）。
3．读者信息保存在图书管理系统的读者信息数据库中，记录的信息包括：读者的识别码和读者姓名。系统为每个读者创建了一个借书记录文件，用来保存读者所借资源的相关信息。现采用面向对象方法开发该图书管理系统。识别类是面向对象分析的第一步。比较常用的识别类的方法是寻找问题描述中的名词，再根据相关规则从这些名词中删除不可能成为类的名词，最终得到构成该系统的类。表 3-1 给出了[说明]中出现的所有名词。
   
通过对表 3-1 中的名词进行分析，最终得到了图 3-1 所示的 UML 类图（类的说明如表 3-2 所示）。
  
   
[问题1]（3分）
表 3-2 所给出的类并不完整，根据[说明]和表 3-1，将图 3-1 中的（a）~（c）处补充完整。

[问题2]（6分）
根据[说明]中的描述，给出图 3-1 中的类 CatalogItem 以及（b）、（c）处所对应的类的关键属性（使用表 3-1 中给出的词汇），其中，CatalogItem 有 4 个关键属性；（b）、（c）处对应的类各有 2 个关键属性。

[问题3]（6分）
识别关联的多重度是面向对象建模过程中的一个重要步骤。根据[说明]中给出的描述，完成图 3-1 中的(1)(6)。

试题四(共15 分)
阅读以下说明和图，填补流程图中的空缺，将解答填入答题纸的对应栏内。
[说明]
在一条农村公路的一边稀疏地分布着房子，其分布如图 4-1 所示。某电信公司需要在某些位置放置蜂窝电话基站，由于基站的覆盖范围是 6 公里，因此必须使得每栋房子到某个基站的直线距离不超过 6 公里。为简化问题，假设所有房子在同一直线上，并且基站沿该直线放置。现采用贪心策略实现用尽可能少的基站覆盖所有的房子。
   
实现贪心算法的流程如图 4-2 所示，请填充其中空白并计算该算法的时间复杂度，其中：
   

1．d[i](1≤i≤N)表示第 i 个房子到公路 A 端的距离，N 表示房子的总数，房子的编号按照房子到公路 A 端的距离从小到大进行编号。

2．s[k]表示第 k（k ≥1）个基站到公路 A 端的距离，算法结束后 k 的值为基站的总数。
该算法的时间复杂度为　（5）　。

试题五（共15 分）
阅读以下说明和 C 语言函数，将应填入　（n）　处的字句写在答题纸的对应栏内。
[说明]
在一个分布网络中，资源（石油、天然气、电力等）可从生产地送往其他地方。在传输过程中，资源会有损耗。例如，天然气的气压会减少，电压会降低。我们将需要输送的资源信息称为信号。在信号从信源地送往消耗地的过程中，仅能容忍一定范围的信号衰减，称为容忍值。分布网络可表示为一个树型结构，如图 5-1 所示。信号源是树根，树中的每个节点（除了根）表示一个可以放置放大器的子节点，其中某些节点同时也是信号消耗点，信号从一个节点流向其子节点。
   
每个节点有一个 d 值，表示从其父节点到该节点的信号衰减量。例如，在图 5-1 中，节点 w、p、q 的 d 值分别为 2、1、3，树根节点表示信号源，其 d 值为 0。
每个节点有一个 M 值，表示从该节点出发到其所有叶子的信号衰减量的最大值。显然，叶子节点的 M 值为 0。对于非叶子节点 j，M(j)=max{M(k) + d(k) | k 是 j 的孩子节点}。

在此公式中，要计算节点的 M 值，必须先算出其所有子节点的 M 值。在计算 M 值的过程中，对于某个节点 i，其有一个子节点 k 满足 d(k)+M(k)大于容忍值，则应在 k 处放置放大器，否则，从节点 i 到某叶子节点的信号衰减量会超过容忍值，使得到达该叶子节点时信号不可用，而在节点 i 处放置放大器并不能解决到达叶子节点的信号衰减问题。

例如，在图 5-1 中，从节点 p 到其所有叶子节点的最大衰减值为 4。若容忍值为 3，则必须在 s 处放置信号放大器，这样可使得节点 p 的 M 值为 2。同样，需要在节点 q、v 处放置信号放大器，如图 5-2 阴影节点所示。若在某节点放置了信号放大器，则从该节点输出的信号与信号源输出的信号等价。
   
函数 placeBoosters(TreeNode *root)的功能是：对于给定树型分布网络中各个节点，计算其信号衰减量的最大值，并确定应在树中的哪些节点放置信号放大器。
全局变量 Tolerance 保存信号衰减容忍值。

树的节点类型定义如下：
typedef struct TreeNode {
int id;/*当前节点的识别号*/
int ChildNum;　/*当前节点的子节点数目*/
int d;/*父节点到当前节点的信号衰减值*/
struct TreeNode **childptr;/*向量，存放当前节点到其所有子节点的指针*/
int M;/*当前节点到其所有子节点的信号衰减值中的最大值*/
bool boost;/*是否在当前节点放置信号放大器的标志*/
}TreeNode;

[C 语言函数]
void placeBoosters(TreeNode *root )
{/* 计算 root 所指节点处的衰减量，如果衰减量超出了容忍值，则放置放大器 */
TreeNode *p;
int i,degradation;
if ( （1） ) {
degradation = 0; root—>M = 0;
i = 0;
if (I >= root—>ChildNum)
return;
p = （2）;
for(;i < root—>ChildNum &&p; i++,p = （3） ){
p —>M = 0;
（4） ;
if (p—>d + p—>M > Tolerance) { /*在 p 所指节点中放置信号放大器*/
p—>boost = true;
p—>M = 0;
}
if (p—>d + p—>M> degradation)
degradation = p—>d + p—>M;
}
root —> M = （5） ;
}
}

试题六（共15 分）
阅读下列说明和 C++代码，将应填入　（n）　处的字句写在答题纸的对应栏内。
[说明]
某游戏公司现欲开发一款面向儿童的模拟游戏，该游戏主要模拟现实世界中各种鸭子的发声特征、飞行特征和外观特征。游戏需要模拟的鸭子种类及其特征如表 6-1 所示：
   
表6-1
为支持将来能够模拟更多种类鸭子的特征，采用策略设计模式(Strategy)设计的类图如
图 6-1 所示：
   
分别描述发出“嘎嘎”声的行为、发出橡皮与空气摩擦声的行为与不发声的行为。请填补以下代码中的空缺。

[C++代码]
#include< iostream>
using namespace （1）;
classFlyBehavior {
public:（2） fly() = 0;
};
classQuackBehavior {
public:（3）quack() = 0;
};
classFlyWithWings:publicFlyBehavior{
public:void fly(){ cout〈〈“使用翅膀飞行！”〉〉endl; }
};
classFlyNoWay:publicFlyBehavior{
public: void fly(){ cout “不能飞行！” endl; }
};
classQuack:publicQuackBehavior{
public:void quack(){ “cout发出\'嘎嘎\'声！”endl; }
};
classSqueak:publicQuackBehavior{
public:voidquack(){ cout 〈〈“发出空气与橡皮摩擦声　！”〉〉endl;}
};
classQuackNoWay:publicQuackBehavior{
public:voidquack(){ cout 〈〈“不能发声　！”〉〉endl; }
};
class Duck{
protected:
FlyBehavior * （4） ;
QuackBehavior * （5） ;
public:
void fly(){（6） ; }
void quack() {（7） ; };
virtual void display()=0;
};
class RubberDuck：public Duck{
public:
RubberDuck(){
flyBehavior = new（8） ;
quackBehavior = new（9） ;
}
RubberDuck(){
if(!flyBehavior) delete flyBehavior;
if(!quackBehavior) deletequackBehavior;
}
void display(){ /*此处省略显示橡皮鸭的代码 */}
};
//其它代码省略

试题七（共15 分）
阅读下列说明和Java 代码，将应填入　（n）　处的字句写在答题纸的对应栏内。
[说明]
某游戏公司现欲开发一款面向儿童的模游戏，该游戏主要模拟现实世界中各种鸭子的发声特征、飞行特征和外观特征。游戏需要模拟的鸭子类及其特征如表 7-1 所示：
表7-1
   
其中，Duck 为抽象类，描述了抽象的鸭子，而类 RubberDuck、MallardDuck、CottonDuck和 RedHeadDuck 分别描述具体的鸭子种类，方法 fly()、quack()和 display()分别表示不同种类的鸭子都具有飞行特征、发声特征和外观特征；类 FlyBehavior 与 QuackBehavior 为抽象类，分别用于表示抽象的飞行行为与发声行为；类 FlyNoWay 与 FlyWithWings 分别描述不能飞行的行为和用翅膀飞行的行为；类 Quack、Squeak 与 QuackNoWay 为支持将来能够模拟更多种类鸭子的特征，采用策略设计模式(Strategy)设计的类图如图 7-1 所示：
   
其中，Duck 为抽象类，描述了抽象的鸭子，而类 RubberDuck、MallardDuck、CottonDuck和 RedHeadDuck 分别描述具体的鸭子种类，方法 fly()、quack()和 display()分别表示不同种类的鸭子都具有飞行特征、发声特征和外观特征；接口FlyBehavior 与 QuackBehavior 分别用于表示抽象的飞行行为与发声行为；类 FlyNoWay 与 FlyWithWings 分别描述不能飞行的行为和用翅膀飞行的行为；类 Quack、Squeak 与QuackNoWay 分别描述发出“嘎嘎”声的行为、发出橡皮与空气摩擦声的行与不发声的行为。请填补以下代码中的空缺。

[Java 代码]
（1）FlyBehavior {
public void fly();
};
（2）QuackBehavior {
public voidquack();
};
class FlyWithWings implements FlyBehavior{
public void fly(){System.out.println(“使用翅膀飞行！”); }
};
class FlyNoWay implementsFlyBehavior{
public void fly(){System.out.println(“不能飞行！”); }
};
classQuackimplementsQuackBehavior{
public voidquack(){System.out.println(“发出\'嘎嘎\'声！”); }
};
classSqueakimplementsQuack Behavior{
public voidquack(){System.out.println(“发出空气与橡皮摩擦声！”); }
};
classQuackNoWay implementsQuackBehavior{
public voidquack(){System.out.println(“不能发声　！”); }
};
abstract class Duck{
protectedFlyBehavior （3）;
protectedQuackBehavior （4）;
public void fly(){ （5）; }
public void quack() { （6） ; };
public（7） void display();
};
classRubberDuckextends Duck{
publicRubberDuck(){
flyBehavior = new（8） ;
quackBehavior = new（9） ;
}
public void display(){ /* 此处省略显示橡皮鸭的代码 */}
};
//其它代码省略