一、公司A为某公司K开发一套在线教育系统，以提升服务的质量和效率。项目组经过讨论后决定采用面向对象方法开发该系统。在设计建模阶段需要满足以下设计要求。
（1）该在线教育系统中引入了基于构件的开发思想，将各个功能块进行标准化封装。考虑到未来维护的问题，系统中的各个构件不允许直接调用。
（2）该在线教育系统允许老师自定义试卷以及试卷的评分标准、成绩报表的格式以及内容，以满足不断变化的需求。
（3）该在线教育系统有课程预约功能，预约的课程开课时，预约能收到短消息提醒。
（4）该在线教育系统设有会员体系，根据会员的学习情况与购买产品的金额可以升级，升级之后，能享受更多的服务。
项目组架构师决定采用设计模式来满足上述设计要求，并确定从当前已经熟练掌握的设计模式中进行选择，这些设计模式包括：单例（Singleton）模式、解释器（Interpreter）模式、外观（Facade）模式、中介（Mediator）模式、构造器（Builder）模式、享元（Flyweight）模式、访问者（Visitor）模式、代理（Proxy）模式、状态（State）模式、组合（Composite）模式和观察者（Observer）模式等。
【问题1】（6分）
设计模式按照其应用模式可以分为三类：创建型、结构型和行为型，请用200字以内文字说明三者的作用。
【问题2】（11分）
请将项目组已经掌握的设计模式按照其作用分别归类到创建型、结构型和行为型模式中。
【问题3】（8分）
针对题目中所提出的设计要求（1）~（4），项目组应该分别选择何种设计模式？
试题答案：
【问题1】
创建型模式主要用于创建对象，为设计类实例化新对象提供指南。
结构型模式主要用于处理类或对象的组合，对类如何设计以形成更大的结构提供指南。
行为型模式主要用于描述类或对象的交互以及职责的分配，对类之间交互以及分配责任的方式提供指南。
【问题2】
创建型：单例（Singleton）模式、构造器（Builder）模式。
结构型：外观（Facade）模式、享元（Flyweight）模式、代理（Proxy）模式、组合（Composite）模式。
行为型：解释器（Interpreter）模式、中介（Mediator）模式、访问者（Visitor）模式、状态（State） 模式和观察者（Observer）模式等。
【问题3】
（1）中介者模式。
（2）解释器模式。
（3）观察者模式。
（4）状态模式。
解析：
工厂方法模式（Factory Method）：定义一个创建对象的接口，但由子类决定需要实例化哪一个类。工厂方法使得子类实例化的过程推迟。
抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个接口，可以创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定它们具体的类。
构建器模式（Builder）：将一个复杂类的表示与其构造相分离，使得相同的构建过程能够得出不同的表示。
原型模式（Prototype）：用原型实例指定创建对象的类型，并且通过拷贝这个原型来创建新的对象。
单例模式（Singleton）：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成用户希望得到的另一种接口。它使原本不相容的接口得以协同工作。
桥接模式（Bridge）：将类的抽象部分和它的实现部分分离开来，使它们可以独立地变化。
组合模式（Composite）：将对象组合成树型结构以表示"整体-部分"的层次结构，使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。
装饰模式（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。它提供了用子类扩展功能的一个灵活的替代，比派生一个子类更加灵活。
外观模式（Facade）：定义一个高层接口，为子系统中的一组接口提供一个一致的外观，从而简化了该子系统的使用。
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