2025年Python二級考試設計模式模擬試題與專項訓練試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題3分，共30分）1.以下哪個選項不是Python中實現(xiàn)單例模式常見的方法？A.使用類屬性和類方法B.使用`__new__`方法C.使用裝飾器D.通過繼承`object`類2.當需要根據不同情況創(chuàng)建不同類型的對象，而不希望客戶端知道具體創(chuàng)建邏輯時，應該優(yōu)先考慮使用哪種設計模式？A.單例模式B.工廠模式C.策略模式D.適配器模式3.觀察者模式中，通常哪個角色持有觀察者對象的引用？A.觀察者（Observer）B.被觀察者（Subject）C.訂閱者（Subscriber）D.發(fā)布者（Publisher）4.策略模式的主要目的是什么？A.保證一個類的唯一實例B.創(chuàng)建對象的家族，解耦客戶端和具體產品類C.允許對象之間建立雙向通信D.定義一系列算法，使算法可以互換，避免邏輯混亂5.裝飾器模式通常用于什么目的？A.創(chuàng)建一個類的單例B.動態(tài)地給一個對象添加額外的職責C.允許多個觀察者監(jiān)聽同一個主題D.將一個類的接口轉換成客戶端期望的另一個接口6.適配器模式主要解決什么問題？A.如何確保一個類只有一個實例B.如何創(chuàng)建一個對象的序列化表示C.如何將一個類的接口轉換成另一個接口D.如何管理系統(tǒng)中多個觀察者對象7.以下哪種設計模式強調“對象組合優(yōu)于繼承”的原則？A.工廠模式B.裝飾器模式C.適配器模式D.組合模式8.在設計模式中，命令模式的主要目的是什么？A.將請求封裝成對象B.規(guī)定對象的唯一實例C.定義一系列可互換的算法D.允許對象間松耦合的通信9.如果一個類有很多種狀態(tài)，并且狀態(tài)之間會相互轉換，并且狀態(tài)轉換邏輯復雜，適合使用哪種模式（或模式組合）？A.狀態(tài)模式B.策略模式C.觀察者模式D.工廠模式10.下列關于設計模式的描述，哪項是錯誤的？A.設計模式是可復用的面向對象解決方案B.設計模式可以減少代碼量C.過度使用設計模式會導致代碼難以理解D.設計模式有助于提高代碼的可維護性二、判斷題（每題2分，共20分）1.單例模式的目的是讓一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。（）2.工廠方法模式和抽象工廠模式沒有本質區(qū)別，只是抽象層次不同。（）3.在觀察者模式中，被觀察者需要知道觀察者的具體類型。（）4.策略模式的核心思想是將算法封裝起來，使它們可以互換。（）5.裝飾器模式可以用來擴展類的功能，但它與繼承有本質的區(qū)別。（）6.適配器模式可以是類適配器也可以是對象適配器。（）7.組合模式通常與裝飾器模式結合使用，以實現(xiàn)更靈活的對象結構。（）8.命令模式將請求者與接收者解耦，使得發(fā)送者和接收者都可以獨立變化。（）9.狀態(tài)模式適用于對象的行為取決于其狀態(tài)，并且狀態(tài)轉換復雜的情況。（）10.設計模式的使用會顯著增加代碼的運行速度。（）三、編程題（共50分）1.（單例模式實現(xiàn)，15分）請使用Python實現(xiàn)一個線程安全的單例模式。該單例類名為`Singleton`，包含一個私有靜態(tài)屬性`_instance`用于存儲類的唯一實例，一個公有類方法`get_instance`用于獲取實例，以及一個公有方法`do_something`打印當前時間。要求在`get_instance`方法中實現(xiàn)線程安全機制（例如使用`threading.Lock`）。2.（工廠模式實現(xiàn)，15分）設計一個簡單的圖形界面庫。定義一個基類`Shape`，以及兩個子類`Circle`和`Rectangle`。`Circle`類有一個`radius`屬性，`Rectangle`類有兩個屬性`width`和`height`。定義一個`ShapeFactory`類，包含一個靜態(tài)方法`create_shape(shape_type,kwargs)`，根據傳入的`shape_type`（'circle'或'rectangle'）和參數(shù)創(chuàng)建對應的`Circle`或`Rectangle`對象。在主代碼部分，使用`ShapeFactory`創(chuàng)建一個半徑為5的圓形和一個寬為3、高為4的矩形，并調用它們的`area`方法計算面積（圓形面積公式：πr2，矩形面積公式：長寬）。3.（策略模式實現(xiàn)，20分）設計一個簡單的文本處理程序。定義一個`TextProcessor`類，其`process`方法接收一個字符串和一個處理策略。定義一個`Strategy`基類，包含一個`execute`方法。實現(xiàn)兩個具體的策略類：`UpperCaseStrategy`（將文本轉換為大寫）和`TrimStrategy`（去除文本兩端的空白）。在主代碼部分，創(chuàng)建一個`TextProcessor`對象，分別使用`UpperCaseStrategy`和`TrimStrategy`處理字符串`"HelloWorld!"`，并打印處理后的結果。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.D5.B6.C7.D8.A9.A10.B二、判斷題1.√2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×三、編程題1.（單例模式實現(xiàn)，15分）```pythonimportthreadingclassSingleton:_instance=None_lock=threading.Lock()def__new__(cls):ifcls._instanceisNone:withcls._lock:ifcls._instanceisNone:cls._instance=super(Singleton,cls).__new__(cls)returncls._instance@classmethoddefget_instance(cls):ifcls._instanceisNone:instance=cls()cls._instance=instancereturncls._instancedefdo_something(self):fromdatetimeimportdatetimeprint(datetime.now())```解析思路：-使用`__new__`方法控制實例的創(chuàng)建。在`__new__`中檢查`_instance`是否為`None`，如果是，則創(chuàng)建實例并返回；否則直接返回已有實例。-為了確保線程安全，引入`threading.Lock`。在`__new__`中，雙重檢查鎖定（Double-CheckedLocking）模式，先獲取鎖，然后在鎖內再次檢查`_instance`是否為`None`，以此避免在多線程環(huán)境下重復創(chuàng)建實例。-`get_instance`類方法提供另一種獲取實例的方式，方便外部調用。-`do_something`方法用于演示實例的功能，打印當前時間。2.（工廠模式實現(xiàn)，15分）```pythonimportmathclassShape:defarea(self):raiseNotImplementedError("Subclassesshouldimplementthis!")classCircle(Shape):def__init__(self,radius):self.radius=radiusdefarea(self):returnmath.pi*self.radius2classRectangle(Shape):def__init__(self,width,height):self.width=widthself.height=heightdefarea(self):returnself.width*self.heightclassShapeFactory:@staticmethoddefcreate_shape(shape_type,kwargs):ifshape_type=='circle':returnCircle(kwargs)elifshape_type=='rectangle':returnRectangle(kwargs)else:raiseValueError("Unknownshapetype")#Maincodeif__name__=="__main__":circle=ShapeFactory.create_shape('circle',radius=5)rectangle=ShapeFactory.create_shape('rectangle',width=3,height=4)print(f"Circlearea:{circle.area()}")print(f"Rectanglearea:{rectangle.area()}")```解析思路：-定義基類`Shape`，包含一個抽象方法`area`。-定義`Circle`和`Rectangle`繼承自`Shape`，并實現(xiàn)`area`方法計算面積。-`ShapeFactory`類包含一個靜態(tài)方法`create_shape`，根據`shape_type`和參數(shù)創(chuàng)建對應的對象。使用`kwargs`可以靈活傳遞參數(shù)。-主代碼部分，通過工廠類創(chuàng)建圓形和矩形對象，并調用`area`方法計算面積。3.（策略模式實現(xiàn)，20分）```pythonclassTextProcessor:def__init__(self,text,strategy):self.text=textself.strategy=strategydefprocess(self):returnself.strategy.execute(self.text)classStrategy:defexecute(self,text):raiseNotImplementedError("Subclassesshouldimplementthis!")classUpperCaseStrategy(Strategy):defexecute(self,text):returntext.upper()classTrimStrategy(Strategy):defexecute(self,text):returntext.strip()#Maincodeif__name__=="__main__":text="HelloWorld!"upper_case_processor=TextProcessor(text,UpperCaseStrategy())print(upper_case_cess())trim_processor=TextProcessor(text,