物件導向程式設計　申論題歷屆試題與參考架構

請說明物件導向語言中多型（polymorphism）之前提（使用情境）和功能，並須繪製統一塑模語言（UML）之類別圖，進而舉簡潔範例程式碼說明之。（30 分）

（30 分）

請說明物件導向語言中（interface）之前提（使用情境）和功能，並須繪製統一塑模語言（UML）之類別圖，進而舉簡潔範例程式碼說明之。 （30 分）

（30 分）

請以物件導向語言設計一個簡易文字模式介面的登入程式。程式需包含一般使用者（User）與高階使用者（Vuser）二個類別。一般使用者類別內之資料需包含有使用者姓名（Name） 、一般密碼（Passwd） 。高階使用者類別內之資料需包含有使用者姓名（Name）、安全密碼（Vpasswd）、權限等級（Vp）。其中密碼皆十個字元，然而安全密碼必須含有英文大小寫和數字。作答內容除程式碼外，亦須繪製統一塑模語言（UML）之類別圖，程式語言可採用 C++、C#、Java 或 Python，程式內變數與函數的命名必須具有可讀性，另亦須撰寫完整的程式碼來驗證程式執行的正確性。（40 分）

（40 分）

針對下列 C++程式碼，請說明其輸出與其程式 p.print()、q.split()(Line 28, 29)執行之運作流程邏輯；並請說明在 testPattern()中測試 Pattern 類別split()(Line 27, 29)，對於「指令與條件判斷涵蓋度」不足之處。（25 分）01 #include <iostream> 02 #include <string> 03 #include <vector> 04 using namespace std; 05 class Pattern { 06 public: 07 Pattern(string data) { this->data = data; } 08 void split(string symbol) { 09 int start = 0, stop = 0; 10 stop = data.find(symbol); 11 while (stop != string::npos) { 12 if (stop - start != 0) words.push_back(data.substr(start, stop - start)); 13 start = stop + symbol.size(); 14 stop = data.find(symbol, start); 15 } 16 if (start != length) words.push_back(data.substr(start)); 17 } 18 void print() { for (auto& s : words) cout << s << "#"; cout<<endl; } 19 private: 20 string data; 21 vector <string> words; 22 int length; 23 }; 24 void testPattern() { 25 Pattern p("this is a test"); 26 Pattern q("that was so happle"); 27 p.split(" "); 28 p.print(); 29 q.split("ha"); 30 q.print(); 31 } 32 int main() { 33 testPattern(); 34 return 0; 35 }

（25 分）

下列 Java 程式碼計算食物（Food）料理（cook）後，動物（Animal）擷取之卡路里量。請完成統一塑模語言 UML 圖；並說明其執行後的輸出，以及多型（Polymorphism）、封裝（Encapsulation）發生所在之程式碼行數。（25 分）01 abstract class Food { 02 public Food(int cal, String type) { _____ 03 this.calorie = cal; Anamial 04 this.type = type; Food 05 } _____ 06 abstract public void cook(int c); _____ 07 public String show(int c) { _____ 08 String result = type+":"; 09 cook(c); 10 result += calorie; 11 return result; 12 } Bread Beef 13 protected int calorie; // 卡路里 additives condiments private String type; 15 } 16 class Bread extends Food { 17 public Bread(int c, int a) { 18 super(c, "Bread"); 19 additives = a; 20 } 21 public void cook(int cal) { calorie += additives*cal; } 22 private int additives; 23 } 24 class Beef extends Food { 25 public Beef(int c) { 26 super(c, "Beef"); 27 condiments = c*2; 28 } 29 public void cook(int cal) { calorie += condiments%cal; } 30 private int condiments; 31 } 32 class Anamial { 33 public Anamial(Food f) {food = f;} 34 public String getCal() { return food.show(2); } 35 private Food food; 36 } 37 public class FoodTest { 38 public static void main(String[] args) { 39 Food f1 = new Bread(3, 2); 40 Food f2 = new Bread(2, 3); 41 Food f3 = new Beef(3); 42 Anamial a1 = new Anamial(f1); 43 Anamial a2 = new Anamial(f2); 44 Anamial a3 = new Anamial(f3); 45 System.out.println(a1.getCal()); 46 System.out.println(a2.getCal()); 47 System.out.println(a3.getCal()); 48 } 49 }

（25 分）

針對下列 C++程式碼，請修正程式碼行數 58「Job jobs ...」的錯誤及修正錯誤後正確執行之輸出；並請說明 Employee 類別 candidate 資料的運作原理，以及程式碼行數 61「e1.arrange()」程式執行之運作流程。 （25 分）01 #include <iostream> 02 #include <string> 03 #include <map> 04 using namespace std; 05 class Job { 06 public: 07 Job(string _name, int _sa, int _sk) { 08 name = _name; 09 salary = _sa; 10 skill = _sk; 11 employee_name = "None"; 12 } 13 string getName() { return name; } 14 int getSalary() { return salary; } 15 int getSkill() { return skill; } 16 void hire(string _name) { employee_name = _name; } 17 void print() { cout << name <<"::"<<employee_name<<endl; } 18 private: 19 string name; 20 int salary; 21 int skill; 22 string employee_name; 23 }; 24 class Employee { 25 public: 26 Employee(string _name, int _sa, int _sk) { 27 name = _name; 28 salary = _sa; 29 skill = _sk; 30 } 31 void match(Job *m) { 32 if ((m->getSalary() >= salary) && (skill >= m->getSkill())) { 33 candidate[m->getName()] = m; 34 } 35 } 36 void arrange() { 37 int score = 0; 38 Job *jb, *jb_wanted; 39 for (auto c = candidate.begin(); c != candidate.end(); ++c) { 40 jb = c->second; // get value of MAP 41 if (jb->getSalary() >= score) { 42 score = jb->getSalary(); 43 jb_wanted = jb; 44 } 45 } 46 jb_wanted->hire(name); 47 } 48 string getName() { return name; } 49 private: 50 string name; 51 int salary; 52 int skill; 53 map <string, Job *> candidate; 54 }; 55 int main() { 56 Employee e1("Tom", 37, 85); 57 Employee e2("John", 35, 75); 58 Job jobs[] ={ new Job("RD", 45, 75), new Job("Sales", 35, 70), 59 new Job("Manager", 55, 80)}; 60 for (int i=0; i<3; i++) e1.match(jobs[i]); 61 e1.arrange(); 62 for (int i=0; i<3; i++) e2.match(jobs[i]); 63 e2.arrange(); 64 for (int i=0; i<3; i++) jobs[i]->print(); 65 return 0; 66 }

（25 分）

針對下列 C++程式碼，請說明其輸出與其 inpuScore()、computeAverage()執行之運作流程邏輯；並請說明 computeAverage()設計上的問題。 （25 分）01 #include <stdexcept> 02 #include <iostream> 03 #include <string> 04 using namespace std; 05 class Student{ 06 public: 07 Student(string n) { name = n; math_score = eng_score =average =0; } 08 void checkSmall(int s) { 09 if (s<0) throw out_of_range("small"); 10 cout<<"ok,"; 11 }; 12 void inpuScore(int m_s, int e_s) { 13 try { 14 checkSmall(m_s); checkSmall(e_s); 15 math_score = m_s; 16 eng_score = e_s; 17 } 18 catch(exception &e) { cout<<e.what()<<endl; } 19 } 20 void computeAverage(int n) { 21 try { 22 if (n<=0) throw out_of_range("zero"); 23 average = (math_score+eng_score)/n; 24 } 25 catch(exception &e) { cout<<"exc"<<endl; } 26 catch(out_of_range &e) { cout<<e.what()<<endl; } 27 } 28 void print() { cout << name <<":"<<average<<endl; } 29 private: 30 int math_score; // 數學成績31 int eng_score; // 英文成績32 int average; // 平均成績33 string name; 34 }; 35 void test01() { 36 Student stu("John"); 37 stu.inpuScore(0, 0); 38 stu.inpuScore(100, -1); 39 stu.inpuScore(100, 90); 40 stu.print(); 41 } 42 void test02() { 43 Student stu("Tom"); 44 stu.inpuScore(100, 90); 45 stu.computeAverage(0); 46 stu.print(); 47 } 48 int main() { 49 test01(); 50 test02(); 51 return 0; 52 }

（25 分）

請寫出下列 Python 程式碼的執行結果，注意必須解析程式碼內容來說明如何得到執行結果。 （15 分）class X: def init(self, a): self.a = a def fun(self): self.a *= 3 class Y(X): def init(self, b): super().init(3) self.b = b def fun(self): self.a += 2 obj = Y(21) obj.fun() print(obj.a, obj.b)

（15 分）

請寫出下列 C++程式碼的執行結果，注意必須解析程式碼內容來說明如何得到執行結果。（15 分）#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define NUM 10 void fun1(int *, int); int main(void) { int a[NUM] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; fun1(a, 5); printf("\n"); return 0; } void fun1(int *b, int size) { if (size > 0) { fun1(b+1, size-1); printf("%d_", *b); } }

（15 分）

請以物件導向語言設計一個簡易文字模式介面的班級成績計算程式。程式需包含學生（Student）與班級（Class）二個類別。 學生類別內資料需包含有學生姓名、中英數三科個別成績與平均成績（三科成績加總除以 3） 。函數需包含有輸入學生姓名、輸入學生各科成績、顯示學生姓名與成績（各科成績與平均成績） 、計算學生平均成績。 班級類別內資料需包含有班級名稱、學生類別資料、班級各科平均成績與總平均成績（各科平均成績加總除以 3） 、班級各科成績最高分同學的姓名及成績。函數需包含有計算班級各科平均成績與總平均成績、計算與顯示各科成績最高分學生的姓名及成績。作答內容除程式碼外，亦須繪製統一塑模語言（UML）之類別圖，程式語言可採用 C++、C#、Java 或 Python，程式內變數與函數的命名必須具有可讀性，另亦須撰寫完整的程式碼來驗證程式執行的正確性。 （40 分）

（40 分）

物件導向程式設計中的單例（Singleton）設計模式，目的在確保整個系統中只有一個此類別的實例化物件，以保障在多使用者環境下關鍵資料唯一性的資料安全。請依下列類別圖實作出一個在單執行緒環境下的單例模式程式碼，且 Main 函數執行結果如下。產品編號：1產品名稱：個人電腦作答可選用 C++、C#、Java 或 Python，但副檔名須依使用的程式語言來命名。

（一）請撰寫 Program 程式碼。（15 分）

（二）請撰寫 ProductManager 程式碼。（15 分）

（30 分）

下列類別圖及 C#程式碼是一個影像識別軟體 ImageDetector.exe 的類別設計與部分程式碼，請依以下二個程式執行的結果來撰寫各小題的程式碼。（每小題 5 分，共 15 分）影像識別軟體的類別圖：影像識別軟體的部分程式碼：Program.cs class Program { void Main(string[] args) { IFoo foo = null; if (args.Length > 0) { if (args[0] == "1") foo = new FooFeature(); else if (args[0] == "2") foo = new FooFeatureFast(); string text = foo.Run(); Console.WriteLine(text); } else { Console.WriteLine("The arguments is null value."); } } }影像識別軟體程式執行結果(1)：C:\> ImageDetector.exe 1 Hi FooFeature Class!影像識別軟體程式執行結果(2)：C:\> ImageDetector.exe 2 Hi FooFeatureFast Class!

（一）請撰寫 IFoo.cs 程式碼。

（二）請撰寫 FooFeatureFast.cs 程式碼。

（三）請撰寫 FooFeature.cs 程式碼。

（15 分）

資訊封裝（encapsulation）是物件導向程式設計重要的特性之一，其主要目的是在確保資料存取的安全。下列 UML 類別圖是一個員工資料規劃，包括個人基本資料及薪資等資料。單位內的員工（Employee）分成正職人員（Staff）及約聘人員（Contractor）。正職人員的薪資包含本俸（Salary）及職務津貼（Allowance），約聘人員為單一薪資且須符合國家最低薪資25250 元。查詢總薪資（TotalSalary）時正職人員須加總本俸及職務津貼。建立人員資料時須檢核身分證字號是否符合編碼規則，身分證字號為員工資料查詢及更新時的關鍵欄。請依據上述說明來回答各小題。（每小題 5 分，共 20 分）

（一）類別圖中有關資訊封裝的設計有誤，請修正繪出正確的類別圖，以符合題目說明之需求。

（二）請依修正後的類別圖撰寫 Employee 類別的程式碼，無須實作身分證檢查演算式，但須實作出函數及回傳值等程式碼。

（三）請依修正後的類別圖撰寫 Staff 類別的程式碼，須實作演算式以符合題目說明之查詢需求。

（四）請依修正後的類別圖撰寫 Contractor 類別的程式碼，須實作演算式以符合題目說明之資料維護需求。

（20 分）

使用第二題中的類別建立一位員工資料的串列，並以 Staff 及 Contractor類別各建立一筆資料，須檢核身分證字號正確後，再將資料物件加入串列中；完成二筆資料後再以迴圈方式將這二筆資料中的身分證字號、姓名、總薪資列印至螢幕。本題無須撰寫第二題中的類別程式，僅須撰寫本題所須的應用程式碼即可。撰寫的程式碼輸出結果必須與以下輸出畫面相同，變數、函數及類別名稱須依第二題之類別圖中的屬性及方法名稱來宣告，串列及物件名稱須依下列指定名稱來實作程式。 （20 分）串列變數名稱：employees正職人員物件變數名稱：staff約聘人員物件變數名稱：contractor程式執行輸出畫面如下：身分證：A123456789、姓名：王建國、總薪資：80000身分證：B123456789、姓名：李大明、總薪資：31000

（20 分）

請依下列遞迴函數的 C#程式碼，回答程式執行的結果為何？（25 分）static void Main(string[] args) { Sum(9); } public static int Sum(int num) { if (num < 1) { return 0; } else { int result = num + Sum(num - 2); Console.WriteLine(String.Format("Num: {0}",result)); return result; } }

（25 分）

物件導向程式設計的類別屬性及方法依讀取的透通度可分為 public、protected 及 private 三種，請回答下圖類別 Program 及類別 Rectangle 所能讀取 Shape 類別中的屬性及方法有那些？（20 分）

（20 分）

請寫出執行下列 Java 程式碼的輸出結果。（15 分）

（一）public class Testa { public static void main(String[ ] args) { int [ ] a = {1, 2, 3, 4}; swap( a ); System.out.println( "a [0] = " + a [0] ); } public static void swap(int [ ] data) { int temp = data[0]; data[0] = data [ data.length – 1 ]; data [ data.length – 1 ] = temp; } }

（二）public class Testb{ public static void main(String[ ] args) { T t = new T ( ); swap( t ); System.out.println( " e1 = " + t.e1 + ", e2 = " + t.e2); } public static void swap(T t) { int temp = t.e1; t.e1 = t.e2; t.e2 = temp; } } class T { int e1 = 1 ; int e2 = 2 ; }

（三）public class Testb{ public static void main(String[ ] args) { T t = new T ( ); swap( t.e1, t.e2 ); System.out.println( " e1 = " + t.e1 + ", e2 = " + t.e2); } public static void swap(int e1, int e2) { int temp = e1; e1 = e2; e2 = temp; } } class T { int e1 = 1 ; int e2 = 2 ; }

（15 分）

請設計程式，定義一個名為 Flower 的類別（class） ，該類別中每個物件有三個 private 實例變數（instance variables），分別代表花的名稱（name） 、花瓣個數（petal）和價格（price） ，其資料型態分別為 String, int 和 float。您的類別應包含相關資料宣告、建構函式（constructor）以及存取三個資料的 getter 和 setter 方法（methods）。（30 分）

（30 分）

Java 程式執行期間的錯誤會以例外（Exception）的形式被丟出。如果例外不作處理，程式便會終止執行。請列舉出任意三種執行期間例外（RuntimeException）的子類別（subclass）名稱，並說明其發生原因。（15 分）請說明在例外處理中使用 finally 子句（clause）的主要目的。 （5 分）

（20 分）

請分別說明 this 及 super 兩個關鍵字（keyword）的使用情境。（10 分）

（10 分）

請設計程式從檔案（data.txt）讀入整數資料。若其中有資料重複出現，僅保留首次出現者，去除第二次以及後續之重複資料。最後，按原順序將資料輸出至檔案 unique.txt。（25 分）檔案data.txt內容 檔案unique.txt內容範例一 3 4 5 7 9 5 4 19 4 3 4 5 7 9 19範例二 128 5 7 23 4 128 5 7 23 4

（25 分）

請說明物件導向語言中 Private, Public, Protected 如何運用？並說明類型（class）和物件（object）在執行時記憶體配置上的主要差異。（25 分）

（25 分）

請說明物件導向語言中超載（overloading）和覆寫（overriding）之前提（使用情境）和功能。（25 分）

（25 分）

若有大量資料要處理，想利用多執行緒加速執行已有的 BST()二元搜尋樹建構類別執行，請寫出 Pseudo code。（25 分）

（25 分）

物件導向的繼承方式主要分為單一繼承與多重繼承兩種，此兩種繼承方法優缺點各為何？JAVA 只有單一繼承，如何解決？請舉例說明。（25 分）

（25 分）

若使用者輸入 17、18、19，請問輸出為多少？（25 分）#include<iostream> using namespace std; int main(){ int n; int i; int ans; int h; while( cin >> n ) { ans = 1; h = n/2; i = 2; while( i <= h ) { if( n%i == 0 ) { ans = 0; } i = i+1; } if( ans == 1 ) {cout <<"Y"<<endl;} else if (ans ==2) {cout <<"M"<<endl;} else if (ans ==3) {cout <<"K"<<endl;} else {cout <<"N"<<endl;} } return 0; }

（25 分）

請閱讀下列程式碼，並回答以下問題：#include<iostream> using namespace std; int main() { int nA =10; int nB =50; nA = nB; nB = nA; cout << "nA=" << nA << " nB=" << nB << endl; return 0; }

（一） nA = ？（5 分）

（二） nB = ？（5 分）

（三）若 nA 與 nB 為相同數值，試問程式碼該如何修改，以達到 nA 與 nB數值互換？（作答請用文字表達，答案不用程式碼）（15 分）

（25 分）

若使用者輸入 5，請問輸出值為何？（25 分）#include <iostream> using namespace std; int main() { int n; cin >> n; for(int i = 1;i <= n;++i) { for(int j = 0;j < n-i;++j) cout << "/"; for(int j = 0;j < i*2-1;++j) cout << "*"; for (int j = 0 ; j < n-i ; ++j) cout << "\\"; cout << endl; } system("pause"); return 0; }

（25 分）

在下方程式碼中，若使用者輸入值為"520"，請問輸出值為何？（25 分）#include <iostream> using namespace std ; int main() { int number_input , i , c ; cin >> number_input ; cout << number_input << " = " ; i=2; while ( i <= number_input ) { c=0; while ( number_input % i == 0 ) { number_input /= i ; ++c ; } if ( c > 0 ) { cout << i ; if ( c > 1 ) cout << "^" << c ; if ( number_input > 1 ) cout << " * " ; } ( i >= 3 ) ? ( i += 2 ) : ++i ; } cout << endl ; return 0 ; }

（25 分）

表一為用來實現兩數運算的 C#程式碼，Operation.cs 檔案定義了三個類別；IFactory.cs定義了一個介面及兩個類別；Program.cs 則定義了 Program 類別。表一：Operation.cs IFactory.cs namespace FactoryPattern namespace FactoryPattern { { class Operation interface IFactory { { private double _num1; Operation Create(); private double _num2; } public double Num1 class AddFactory : IFactory { { get { return _num1; } public Operation Create() set { _num1 = value; } { } return new OperationAdd(); public double Num2 } { } get { return _num2; } class MultiplyFactory : IFactory set { _num2 = value; } { } public Operation Create() public virtual double Result() { { return new OperationMultiply(); return 0; } } } } } class OperationAdd : Operation { public override double Result() { Program.cs return Num1 + Num2; } namespace FactoryPattern } { class OperationMultiply : Operation class Program { { public override double Result() static void Main(string[] args) { { return Num1 * Num2; IFactory operFactory = new AddFactory(); } Operation oper = operFactory.Create(); } oper.Num1 = 3; } oper.Num2 = 5; Console.WriteLine(oper.Result()); } } }請根據表一回答以下問題：

（一）在 C# 語言中，關鍵字 namespace 的主要用途為何？（2 分）

（二）程式進入點在那個類別的那個方法中？（2 分）

（三）關鍵字 virtual 與 override 的主要用途為何？（2 分）

（四） class AddFactory : IFactory{….} 的意義為何？（2 分）

（五） IFactory operFactory = new AddFactory(); 這段程式碼用到了物件導向程式設計三大特性中的那一個特性？（2 分）

（六）請依據表一的程式碼畫出 UML 類別圖。 （15 分）（請接第二頁）107年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及 全五頁107年特 種 考 試 交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題 第二頁考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員

（25 分）

佇列（Queue）是一種先進先出（First in first out, FIFO）的資料結構，我們想使用C++語言及陣列來實作一個 QueueAsArray 類別，此類別宣告於 QueueAsArray.h 檔案中，程式碼如表二所示。表三為主函式 main()的程式碼。表二：QueueAsArray 類別宣告的程式碼QueueAsArray.h class QueueAsArray { public: QueueAsArray(int size); ~QueueAsArray(); void enqueue(double data); //增加一個元素到 Queue的後方void dequeue(); //移除Queue的第一個元素void display(); //列印Queue中的所有元素private: int front; //Queue第一個元素在陣列的位置int rear; //Queue最後一個元素在陣列的位置int size; //Queue中一共有多少個位置double* array; //用來儲存Queue元素的陣列之指標bool isFull(); //檢查Queue是否已經被填滿bool isEmpty(); //檢查Queue是否是空的};表三：主函式 main()的程式碼int main() { QueueAsArray* queue = new QueueAsArray(3); queue->enqueue(3); queue->enqueue(1); queue->enqueue(2); queue->enqueue(5); queue->enqueue(9); queue->dequeue(); queue->enqueue(4); queue->display(); system("pause"); return 0; } enqueue()的功能是把元素加入 Queue 的後方，dequeue()的功能是移除 Queue 的第一個元素，display()是列印 Queue 中所有的元素，圖一描述 QueueAsArray 中 enqueue與 dequeue 的動作原理以及變數 front 及 rear 之改變情況。

（一）請以 C++程式語言實現 QueueAsArray(int size)、~QueueAsArray()、enqueue()、dequeue() 、 display() 、 isFull() 、 isEmpty() 之 功 能 ， 並 將 此 程 式 碼 存 於QueueAsArray.cpp 中，若物件使用到動態記憶體配置，則在執行解構子時要釋放該記憶體空間。（20 分）

（二）根據表三，請問指標 queue 指向的佇列物件可儲存幾個元素？(2 分)

（三）根據表三，請問程式執行完畢後，佇列內容為何？(3 分)（請接第三頁）107年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及 全五頁107年特 種 考 試 交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題 第三頁考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員圖一：在 Queue 中增加元素或刪除元素時，front 及 rear 之變化（請接第四頁）107年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及 全五頁107年特 種 考 試 交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題 第四頁考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員

（25 分）

表四的程式碼是以多型的概念來實作圓形以及正方形的面積計算，請依據以下的要求進行程式碼的改寫：

（一）將 Shape 類別修改成抽象類別。（3 分）

（二）用常數函式的概念來避免在執行 getArea()函式時，修改到 Circle 或 Square 物件成員的值。（3 分）

（三）在 Circle 類別中，有一個圓周率 PI 的資料成員，這份程式碼的缺陷是，每生成一個 Circle 物件，就需要一塊記憶體來記錄 PI 值，造成記憶體的浪費，請用 static成員的概念來改善 Circle 類別的程式碼。（3 分）

（四）當幾何參數小於等於 0 時，執行 Circle 或 Square 的建構子時，物件依然能夠生成，但面積的計算會出錯，例如，當傳入的參數是-2 時，生成的 Square 物件，執行getArea()後會傳回 4。這是類別設計上的瑕疵，為了改善這個狀況，應該利用靜態（static）方法的概念設計一個 Create()的函數，當幾何參數小於等於 0 時，傳回 Null指標，而當幾何參數大於 0 時，則呼叫該類別的建構子。（6 分）表四: Shape, Circle, Square 類別的程式碼Shape.h Shape.cpp class Shape #include "Shape.h" { #include <stdio.h> public: virtual double getArea() Circle::Circle(double r) { return 0; }; { }; _radius = r; } class Circle : Shape { double Circle::getArea() private: { double const PI = 3.1415926; return PI*_radius*_radius; double _radius; } public: Circle(double radius); Square::Square(double length) double getArea(); { }; _length = length; class Square : Shape } { private: double Square::getArea() double _length; { public: return _length*_length; Square(double length); } double getArea(); };

（五）在表五中我們產生 10 個亂數，亂數的範圍是從-3 到 6，我們把這 10 個亂數儲存在data 陣列中，接下來我們利用 data 陣列的資料來產生 Circle 及 Square 物件，當陣列的 index 是偶數時產生 Circle 物件，奇數時產生 Square 物件，將這些物件以父類別指標 Shape* 的形式記錄下來，並將其加入到 vector 容器中。用 vector 的iterator 功能將 vector 所有的物件取出計算其面積並加總，而後輸出結果。請以 C++語言完成表五的程式碼。(15 分)（請接第五頁）107年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及 全五頁107年特 種 考 試 交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題 第五頁考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員表五: 第三題的主函式int main() { Shape* s;宣告 vector 類別的變數 v，可用來儲存 Shape*。 (2 分) int data[10]; for (int i = 0; i <= 9; i++) { data[i] = rand() % 10 - 3; // 亂數範圍為 -3 到 6 } for (int i = 0; i <= 9; i++) { if(i%2= =0)利用 Circle 的靜態方法 Create，生成 Circle 物件，並將 Circle* 轉型為 Shape*。 (2 分) else利用 Square 的靜態方法 Create，生成 Square 物件，並將 Square*轉型為 Shape*。 (2 分)將上面產生的 Shape* 加入 vector 容器 v 中。 (3 分) } double sum = 0; //計算面積加總的變數利用 vector 的 iterator, begin(), end() 等功能將容器 v 的 Shape*拿出來進行計算面積，並求其加總。特別要注意的是，必須檢查Shape* 是否為 NULL。 (6 分) cout << sum << endl; system("pause"); }

（45 分）

複數 z 的極座標表示法為 ( r ,θ ) ，其中 r 為複數 z 到原點的距離，將 z 與原點連成的一直線，此直線與實數軸的夾角為θ 。我們可以將複數 z 表成 z = (r , θ ) z 2 ⎛ r2 ⎞若 z1 = (r1 , θ1 )， z 2 = (r2 , θ 2 ) ，則複數的除法可以表成 = ⎜ ⎜ , θ 2 − θ1⎟ ⎟ z1 ⎝ r1 ⎠請利用 C++程式語言實現複數極座標表示法的除法運算，程式之撰寫請依據以下要求：

（一）複數之類別名稱為 Complex，有兩個 private 等級的資料成員，分別是_radius 以及_angle，_radius 代表 r，_angle 代表θ 。（3 分）

（二）請用 inline 函數來實現資料成員的存取。 （3 分）

（三）實作運算子 / = (註 z 2 / = z1 等同於 z 2 = z 2 / z1 )。（4 分）

（四）請設計一個 ComplexException 類別用來進行除零的例外處理，ComplexException必 須 繼 承 std::exception 並 複 寫 what() 函 式 ， 當 除 0 的 狀 況 發 生 時 ， 丟 出DividedByZero 字串。 （5 分）

（五）請撰寫 main 函式來驗證程式之功能。（5 分）

（20 分）

以 C++語言建立如下圖所示之鏈結串列（linked list），再以下列各子題程式碼執行串列操作。class node{ int main(){ public: int i; node():next(NULL){}; char s[4]={ 'R', 'S', 'T', 'U'}; node(char x):data(x), node * List=new node(); next(NULL){}; node *a,*b,*c,*d,*p; char data; for (i=0;i<4;i++) node * next; insert_end(s[i],List); }; a=List->next; b=a->next;c=b->next; void insert_end(char x,node * L){ d=c->next; node* p=L, * q; while (p->next != NULL) p=p->next; //下列各小題程式碼插入此處q=new node(x); } p->next=q; } List a b c d ↘ ↘ ↘ ↘ ↘ R S T U

（一）假設下列各子題皆獨立，從原建立鏈結串列重新開始。畫出各子題程式碼執行後之鏈結串列圖形，亦需畫出各指標(List, a, b, c, d)位置。（20 分）(1) p = List->next->next; (3) c->data = b->data; b = p->next; c->next = b->next; delete (p); p = b; a->next = b; b = c->next; delete (p); List->next->next=d->next; a = b->next; (2)a->data= List->next->next->next->data; (4) p = new node('A'); a->next->data= c->next->data; List->next->next = p; c = p; p->next = b->next;

（二）以 C++語言寫出函式 find_data()，找到鏈結串列中 node 之 data 具有值 x 之節點，並回傳指向此節點之指標。若找不到，則回傳 NULL。（10 分）106年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及106年特種考試交通事業鐵路 代號：30570全一張考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員

（30 分）

繪製 UML 類別圖（Class Diagram），表示關於排球聯盟（league）以下之資訊元件：聯盟（league）由至少 4 個球隊（team）組成。每個球隊（team）由 6 至 12 名球員（player）組成，且皆有 1 名球員擔任隊長（captain） 。每個球隊（team）皆有其隊名（name）及記錄（record）。每名球員（player）皆有號碼（number）及其位置（position） 。球隊（team）倆倆相互（play）比賽（game）。每場比賽（game）都有比數（score）及比賽地點（location）。各球隊（team）可能有教練（coach）指導，但也可能沒有。每名教練（coach）皆有認證等級（accreditation level）及年資（year experience）。每名教練（coach）可以指導（lead）多個球隊（team） 。教練（coach）及球員（player）皆是人員（person），人員皆有名字（name）及地址（address） 。類別圖中必須使用適當的標籤標記所有關聯（Association） 。（20 分）

（20 分）

請寫出下列 C++程式執行後之輸出。（10 分）#include <iostream> void g(){ using namespace std; x=10; class AA { cout<< endl<< "BB g:x= "<< x ; public: } int x; void h(){ AA(int x=0){this->x=x;} x=20; virtual void g()=0; cout<<endl<< "BB h:x= " << x ; void h(){ } x=6; }; cout << endl << "AA h:x= " << x ; int main(){ } AA *ap = new BB(-7,-9) ; }; ap->g(); class BB : public AA { ap->h(); public: BB *bp= static_cast<BB*>(ap); int x; cout<<endl<< "bp-> x= "<< bp->x; BB(int x1=0,int x2=0):AA(x2){ bp->g(); this->x=x1; bp->h(); } }

（10 分）

請建立 C++程式，可首先寫入 2 字串"第一列文字"及"第二列文字"至檔案"example.txt"中成為 2 列文字。再由檔案"example.txt"中讀出此 2 列文字，將之顯示於螢幕。 （10 分）

（10 分）

可寫為 a+bi 之數稱為複數（Complex Number），其中 a 與 b 均為實數，i 表示虛數，亦即 i2=-1。a 稱為複數的實部（real part），b 稱為複數的虛部（imaginary part）。複數四則運算如下：‧加法： (a + bi) + (c + di ) = (a + c) + (b + d )i ‧減法： (a + bi) − (c + di) = (a − c) − (b − d )i ‧乘法： (a + bi) ‧(c + di) = (ac − bd ) + (ad + bc)i a + bi (a + bi ) (c − di ) ac + bd bd − ad ‧除法： = = + i c + di (c + di ) (c − di ) c 2 + d 2 c 2 + d 2請以 C++語言，

（一）宣告 complex（複數）class，包含宣告為 float 型式之成員變數：實部（real）與虛部（imag） ；將實部與虛部皆預設為 0.0 之建構子（constructor） ；可進行四則運算之成員運算符（operator） ：+、-、*、/；將實部與虛部各乘以-1 之成員運算符-。 （10 分）

（二）寫出於複數 class 外部，定義成員 operator *之程式碼。（5 分）

（三）寫出於複數 class 外部，定義成員 operator /之程式碼。加入例外處理（exception handle）避免分母為 0。 （10 分）

（四）寫出定義 operator <<之程式碼，使得於主函式中可直接使用 cout<<將複數顯示於螢幕為（real+imag i），例如：(2+3i)。（5 分）

（30 分）

你是個物件導向程式設計師，你首先寫了兩個 C++的類別，其程式碼如下：Class Rectangle { private: float width; float height; public: Rectangle(float width, float height) : width(width), height(height) { } float getArea() const { return width * height; } }; Class Circle { private: float radius; public: Circle(float radius): radius(radius) { } float getArea() const { return 3.14159f * radius * radius; } };然後你繼續寫一個 main()來完成你的實作。你的同事會幫你完成一個 generateData()的副程式，它會負責產生一堆 Rectangle 或 Circle 裝在一個 vector container，然後回傳。你的目標是將 vector container 裡面的每一個物件的面積通通加總。int main()｛… … = generateData(); … }你想要用多形（polymorphism）來完成這件事情。請撰寫未完成的 main()以及你需要對 Rectangle, Circle 兩個 class 的原始程式碼做任何的修改。（25 分）105年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員 全一張考試及105年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 （背面）考 試 別：一般警察人員考試等 別：三等考試類 科 別：警察資訊管理人員

（25 分）

Java 有 public, protected, private 等等 access level modifier 來決定一個 class 的 member或是 method 能否被不同位置的程式碼所存取。舉例來說，在某個 class X 中，分別用public, protected, private 定義的變數或 method，在這個 class X 中的程式碼，都可以有權限進行存取。如下表中的 4 個 YES。但是如果程式碼在這個 class X 以外，例如與 class X 共享一個 package 的其他 class Y, subclass Z, world（也就是其他的 class） ，請問存取權限分別為何？請依下表格式在試卷上填入 YES 或者是 NO。 （註：no modifier 表示程式設計師沒有用 public, protected或 private 來宣告這個變數或者是 method）（25 分）Access Levels Modifier Class Package Subclass World Public YES Protected YES no modifier YES Private YES

（25 分）

一個跨國公司 X（Company）有許多的部門（Department）以及辦事處（Office）。辦事處是比較大的單位，通常座落在大城市中。每個辦事處裏通常有許多部門。基本上每個部門都必須直屬於某個辦事處，不過有時候在某些地方，X 會認為並不需要設立一個辦事處，所以在某些地方會有獨立的部門存在。當然，部門底下通常會再有許多的部門。每個部門通常掌管一群員工。這些員工通常有著共同的基本資料，基本上員工分成兩種，一種是 manager，另外一種是 employee。Manager 通常掌管一群 employee。請按照上面的資訊，為公司 X 畫出 UML class diagram（運用你所知的所有 UML 工具來畫出。） （25 分）

（25 分）

Java 執行續 method()中有 start()以及 run()。請說明這兩個 method 的差異，並說明你如何在 Java 的程式碼中建立一條執行續並啟動一條執行續。（25 分）

（25 分）

下圖為一 Link 資料結構的示意圖，其中 DATA 表示 Link 中每個 Node 的資料，其型態為 "整 數 "。 請 撰 寫 此 Node 物 件 。 此 物 件 需 撰 寫 相 關 資 料 結 構 宣 告 、 建 構 子（Constructor）及相關資料封裝（Encapsulation）所需之方法（Method）。（15 分）Head DATA DATA ...... DATA

（15 分）

物件導向的繼承方式主要分為單一繼承與多重繼承兩種，C++與 JAVA 各屬何種繼承方法？又此二種繼承方法優缺點各為何？（10 分）針對單一繼承的缺點，可用介面（Interface）來解決，請問介面如何解決？請舉例說明。（10 分）

（20 分）

物件設計中，請用程式為範例，解釋過載（Overload）及覆寫（Override）兩者為何？（10 分）另請說明函式呼叫中，傳值呼叫（Call by Value）、傳址呼叫（Call by Address）、傳參考呼叫（Call by Reference）三者差別為何，請舉例說明。（15 分）

（25 分）

請問如何宣告一容器資料結構 Map 之變數 m，其 Key 值型態為字串，value 值型態為整數？（5 分）現在有三筆資料 { ''a'', 7}, { ''b'', -21}, { ''z'', 11} 欲加入此 Map m，程式如何撰寫？（5 分）若需將此 Map m 中 Key 值為 "b" 之項目移除，程式如何撰寫？（5 分）

（15 分）

請舉例說明程式的例外處理（Exception）的 try，catch 及 finally 架構。（10 分）

（10 分）

針對 UML 的類別關係，請繪圖並說明下列關係：

（一）相依關係（dependence）。（5 分）

（二）結合關係（association）。（5 分）

（三）聚合關係（aggregation）。（5 分）

（15 分）