八股文面试攻略二：设计模式

一、设计模式

1、面向对象的设计模式有哪些原则？

六大面向对象设计原则

• 单一职责原则：一个类只负责一项职责。高内聚、低耦合
• 开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。抽象、多态、接口
• 里氏替换原则：子类可替换父类。继承的正确使用
• 依赖倒置原则：依赖抽象而非实现。面向接口编程、依赖注入
• 接口隔离原则：使用多个专门的接口。接口细化、避免冗余
• 迪米特法则：最少知识原则。降低耦合、封装细节

2、简述开闭原则，哪些原则与他有关，分别是什么关系？

开闭原则是扩展开放，对修改封闭。当需求变化时，应该通过新增代码来扩展功能，而不应该修改已经稳定的旧代码，以避免引发连锁 bug。

与三个原则关系密切。

• 单一职责原则：
• 里氏替换原则
• 依赖倒置原则

单一职责让系统稳定，里氏替换保证子类扩展有效，依赖倒置提供扩展的抽象层。三者共同构成实现开闭原则的前提、手段与结构基础。

3、什么是里氏替换原则？

子类可以替代父类，并保证功能不被破坏。

4、什么是笛米特原则？

一个对象应该尽可能少地了解其他对象，只与“直接的朋友”通信，不要和陌生对象发生关系。

5、什么是依赖倒置原则？

高层模块不应该依赖低层模块；二者都应该依赖抽象。
抽象不应该依赖细节；细节应该依赖抽象。这样可以降低耦合，提高系统的稳定性、扩展性和可维护性。

6、补充

抽象类：抽象类是一种不能被实例化的类，用来作为其他类的父类。

接口类：接口是一种完全抽象的结构，只定义行为规范，而不包含实现（传统接口是“全抽象”）。

二、创建型

1、单例模式多线程

单例模式（Singleton）确保一个类在整个程序运行期间 只有一个实例，并提供全局访问点。

分为懒汉模式与饿汉模式。

懒汉式单例在多线程环境下会出现多个线程同时创建对象，导致多个实例。

安全的实现方案：

• 饿汉式单例（线程安全）
• 懒汉式（双重校验锁）
• 懒汉模式（静态内部类）

2、什么是工厂模式？什么是抽象模式？应用场景

工厂模式：将对象的创建延迟到子类，通过工厂来负责创建产品对象，而不是直接 new。

应用场景：日志写入、支付方式、数据库连接。

抽象模式：抽象工厂用于创建“产品族”的对象，而不是单个产品。一个工厂负责生产一整套相关的产品。

应用场景：扩平台UI、汽车零部件

简单来说：工厂方法生产一种产品，抽象工厂生产一整套产品。

三、结构型

1、什么是代理模式？应用场景

为某个对象提供一个代理（Proxy）来控制对它的访问。客户端不直接访问真实对象，而是通过代理访问。

中介替你做前后处理，并控制你是否能接触真实对象。

应用场景：

• 安全代理：控制用户是否有资格访问真实对象。
• 远程代理：客户端调用一个代理对象，代理负责远程调用服务器上的真实对象。
• 缓存代理：代理先查缓存，没命中再访问真实对象。
• 智能指针

2、什么是装饰器模式，应用场景

装饰器模式用于在不修改原有类的情况下，动态地给对象添加额外功能。

继承是静态扩展，装饰器是动态扩展。可以像贴“功能贴纸”一样给对象不断加新能力。

应用场景：

• 日志增强：增加额外功能
• 数据加密、压缩处理。

3、什么是组合模式？应用场景

组合模式（又称合成模式）是一种将对象组合成树形结构的设计模式，用于表示“整体-部分”的关系。

应用场景

• 菜单
• 文件系统

4、什么是责任链模式，应用场景？

让多个处理者（Handler）按顺序处理同一个请求，请求沿着链条往下传递，直到某个处理者能够处理它。调用者不需要知道是谁处理的。

应用场景

• Web过滤器
• 异常处理链

四、行为性

1、什么是模版方法？应用场景

在抽象类中定义算法流程（固定步骤），并将某些可变的步骤延迟到子类中实现。
即：算法骨架固定，部分步骤由子类重写。

应用场景

• 抽象类通用算法

2、什么是策略模式。应用场景

将一组可互换的算法封装成独立的策略类，并在运行时选择不同的策略，从而使算法的变化不影响使用它的客户端。

应用场景

• 服务器负载均衡策略：每种算法是一个策略类。
• 订单状态：不同状态触发不同处理策略。

3、什么是观察者模式。应用场景

当一个对象（被观察者 / Subject）状态发生变化时，会自动通知所有依赖它的对象（观察者 / Observer），使它们做出相应更新

应用场景

• 消息订阅
• 监控系统
• 交易系统的行情推送。