java设计模式面试重难点

1. 请解释单例模式（Singleton Pattern）及其应用场景。

答案：
单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。它通常用于管理共享资源，如配置文件、线程池或数据库连接池。实现单例模式的方法包括懒汉式（延迟加载）和饿汉式（立即加载）。例如：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

应用场景：

• 配置管理器：全局配置对象。
• 日志记录器：全局日志实例。
• 数据库连接池：管理数据库连接。

2. 请描述装饰器模式（Decorator Pattern）。

答案：
装饰器模式允许动态地给一个对象添加额外的功能，而不改变其结构。它通过创建一个包含原有对象的容器对象来实现。例如：

public interface Component {
    void operation();
}

public class ConcreteComponent implements Component {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteComponent operation");
    }
}

public class Decorator implements Component {
    private Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void operation() {
        component.operation();
        System.out.println("Decorator operation");
    }
}

应用场景：

• 动态添加功能，如在I/O操作中添加缓冲功能。
• 增强已有对象的功能，而不修改其代码。

3. 请解释工厂模式（Factory Pattern）。

答案：
工厂模式用于创建对象，而无需指定具体的类。它通过一个工厂类来封装对象的创建逻辑。例如：

public interface Product {
    void use();
}

public class ConcreteProductA implements Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("Using Product A");
    }
}

public class ConcreteProductB implements Product {
    @Override
    public void use() {
        System.out.println("Using Product B");
    }
}

public class Factory {
    public static Product createProduct(String type) {
        if ("A".equals(type)) {
            return new ConcreteProductA();
        } else if ("B".equals(type)) {
            return new ConcreteProductB();
        }
        return null;
    }
}

应用场景：

• 创建具有相同接口的不同对象。
• 隐藏对象创建的复杂性。

4. 请解释观察者模式（Observer Pattern）。

答案：
观察者模式允许对象在状态改变时通知其他对象。它定义了一种一对多的依赖关系，使得多个观察者对象可以监听某个主题对象的变化。例如：

public interface Observer {
    void update(String message);
}

public interface Subject {
    void register(Observer obj);
    void unregister(Observer obj);
    void notifyObservers();
}

public class ConcreteSubject implements Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private String message;

    @Override
    public void register(Observer obj) {
        observers.add(obj);
    }

    @Override
    public void unregister(Observer obj) {
        observers.remove(obj);
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(message);
        }
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
        notifyObservers();
    }
}

public class ConcreteObserver implements Observer {
    private String name;

    public ConcreteObserver(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println(name + " received message: " + message);
    }
}

应用场景：

• GUI事件处理。
• 订阅-发布系统。

5. 请解释策略模式（Strategy Pattern）。

答案：
策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。例如：

public interface Strategy {
    void execute();
}

public class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Executing Strategy A");
    }
}

public class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Executing Strategy B");
    }
}

public class Context {
    private Strategy strategy;

    public Context(Strategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void executeStrategy() {
        strategy.execute();
    }
}

应用场景：

• 在运行时选择算法。
• 提供算法的多种实现方式。