107年特 種 考 試 交 通 事 業 鐵 路 人 員 考 試 試 題 第一頁 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 科 目： 物件導向程式設計
考試時間 ： 2 小時 座號：
※注意： 禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
一、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 {
class Operation {
private double _num1;
private double _num2;
public double Num1 {
get { return _num1; } set { _num1 = value; } }
public double Num2 {
get { return _num2; } set { _num2 = value; } }
public virtual double Result() {
return 0;
} }
class OperationAdd : Operation {
public override double Result() {
return Num1 + Num2;
} }
class OperationMultiply : Operation {
public override double Result() {
return Num1 * Num2;
} } }
namespace FactoryPattern {
interface IFactory {
Operation Create();
}
class AddFactory : IFactory {
public Operation Create() {
return new OperationAdd();
} }
class MultiplyFactory : IFactory {
public Operation Create() {
return new OperationMultiply();
} } }
Program.cs
namespace FactoryPattern {
class Program {
static void Main(string[] args) {
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：
在 C# 語言中，關鍵字 namespace 的主要用途為何？（2 分）
程式進入點在那個類別的那個方法中？（2 分）
關鍵字 virtual 與 override 的主要用途為何？（2 分）
class AddFactory : IFactory{….} 的意義為何？（2 分）
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）
請依據表一的程式碼畫出 UML 類別圖。（15 分）
（請接第二頁）
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二、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。
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）
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)
根據表三，請問程式執行完畢後，佇列內容為何？(3 分)
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（請接背面）
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）
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三、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：
將 Shape 類別修改成抽象類別。（3 分）
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）
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）
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 {
public:
virtual double getArea() { return 0; };
};
class Circle : Shape {
private:
double const PI = 3.1415926;
double _radius;
public:
Circle(double radius);
double getArea();
};
class Square : Shape {
private:
double _length;
public:
Square(double length);
double getArea();
};
#include "Shape.h"
#include <stdio.h>
Circle::Circle(double r) {
_radius = r;
}
double Circle::getArea() {
return PI*_radius*_radius;
}
Square::Square(double length) {
_length = length;
}
double Square::getArea() {
return _length*_length;
}
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)
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（請接背面）
表五: 第三題的主函式
int main() {
Shape* s;
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)
else
}
double sum = 0; //計算面積加總的變數
cout << sum << endl;
system("pause");
}
四、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
若
z 1 = ( r 1 , θ 1 )，z 2 = ( r 2 , θ 2 )，則複數的除法可以表成 ⎟⎟
⎟⎟
⎠
⎜⎜ ⎞
⎝
⎛ −
= 2 1 1
2 1
2 , θ θ
r r z
z
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：
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）請用 inline 函數來實現資料成員的存取。（3 分）
實作運算子
/ =
(註z 2 / = z 1
等同於z
2= z
2/ z
1)。（4 分）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）
請撰寫 main 函式來驗證程式之功能。（5 分）
