Java复习——设计模式

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1、什么是设计模式？

设计模式是一套被世界各地的程序员反复使用、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了使代码可靠、可重用和易于理解。
设计模式的分类：

• 创建型模式：对象的创建
• 结构型模式：对象的组成
• 行为型模式：对象的行为

2、请列出JDK中几个常用的设计模式？

单例模式：保证类只有一个实例，例如Runtime（每个Java应用程序都有一个Runtime类实例，应用程序不能创建自己的Runtime类实例）、Calendar类等。
装饰器模式：动态的给对象添加新的功能，用于多个Java IO类中。
工厂模式：用于创建类的实例，例如不可变类Integer、Boolean等。
观察者模式：对象间的一对多的依赖关系，用于Swing和很多事件监听中。

3、Java中什么叫单例设计模式？请用Java写出线程安全的单例模式?

作为对象的创建模式，单例模式确保某一类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
单例模式重点在于整个系统上可以共享一些创建比较耗资源的对象，整个应用中只维护一个特定类实例，它被所有组件共同使用。

//懒汉式单例
public class Singleton {
	private static Singleton singleton = null;
	//构造方法私有化，保证外界无法直接实例化
	private Singleton() {}
	//加载类是不会将自己实例化，第一次被引用时将自己实例化
	public static synchronized Singleton getInstance() {
		if(singleton == null) {
			singleton = new Singleton();
		}
		return singleton;
	}
}

4、在Java中，什么叫观察者设计模式？

观察者模式是对象的行为模式，它定义了一种一对多的以来关系，让多个观察者对象同时监听某一主题对象。这个主题对象在状态上发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

package designpattern;
public interface Subject {
	//调用这个方法登记一个新的观察者对象
	public void attach(Observer observer);
	//调用这个方法删除一个登记过的观察者的对象
	public void detach(Observer observer);
	//调用这个方法通知所有登记过的观察者对象
	public void notifyObservers();
}

package designpattern;
import java.util.Vector;
import java.util.Enumeration;
public class ConcreteSubject implements Subject{
	private Vector observersVector = new Vector();
	//调用这个方法登记一个新的观察者对象
	@Override
	public void attach(Observer observer) {
		observersVector.addElement(observer);
		
	}
	//调用这个方法删除一个已经登记过的观察者对象
	@Override
	public void detach(Observer observer) {
		observersVector.removeElement(observer);
	}
	//调用这个方法通知所有登记过的观察者对象
	@Override
	public void notifyObservers() {
		Enumeration enumeration = observers();
		while(enumeration.hasMoreElements()) {
			((Observer)enumeration.nextElement()).update();
		}
	}
	//获得观察者聚集的Enumeration对象
	public Enumeration observers() {
		return ((Vector)observersVector.clone()).elements();
	}
}

package designpattern;
public interface Observer {
	//调用这个方法更新自己
	public void update();
}

package designpattern;
public class ConcreteObserver implements Observer{
	//调用这个方法更新自己
	@Override
	public void update() {
		System.out.println("I'm notified");
	}
}

5、使用工厂模式最主要的好处是什么？在哪里使用？

工厂模式是类的创建模式，它可以动态决定将哪一个类实例化，不必实现知道每次要实例化哪个类。

package designpattern;
public class FruitFactory {
	public static Fruit factory(String fruit) {
		if(fruit.equalsIgnoreCase("Apple")) {
			return new Apple();
		}
		else if(fruit.equalsIgnoreCase("Banana")) {
			return new Banana();
		}
		/*
		 * .
		 * .
		 * .
		 */
		else {
			throw new RuntimeException("Fruit not exists");
		}
	}
}

工厂模式的最大好处是增加了创建对象时的封装层次，如果使用工厂来创建对象，之后可以使用更高级和更高性能的实现来替换原始的产品实现或类，而不需要在调用层做任何修改。

6、举例用Java实现的装饰器模式？它是作用于对象层次还是类层次？

装饰器又称包装模式，装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案。
装饰器模式加强了单个对象的能力。典型例子就是Java IO中的Buffered系列类如BufferedWriter和BufferedReader，它们增强了Reader和Writer对象，实现了Buffer层次的读取和写入。
装饰器模式是在对象的层面上拓展新功能。

7、在Java中，为什么不允许从静态方法中访问非静态变量？

静态方法不可以调用非静态变量，因为当类被加载的时候静态方法和静态属性会加载到内存当中，而非静态变量是随着实例化对象的创建而加载到内存里面，所以静态方法是不能访问非静态变量的，因为这时候非静态变量是不存在的。

8、在Java中，什么时候用重载，什么时候用重写？

如果一个类的不同实现有着不同的方式来做一件事，那么就应该用重写，而重载是用不同的输入做同一件事，重载的方法名和参数都不相同，而重写不是。

9、请举例说明什么情况下会更倾向于使用抽象类而不是接口？

接口和抽象类都遵循“面向接口而不是实现编码”设计原则，它可以增加代码的灵活性，可以适应不断变化的需求。
在Java中，只能继承一个类，但可以实现多个接口。
接口常用来描述行为。因此当你想在类中拥有多个行为时，可以使用接口。
在一些对事件要求比较高的应用中，倾向于使用抽象类，它会比接口稍快一点。
如果希望把一系列行为都规范在类继承层次内，那么抽象类是个更好的选择。

10、简单工厂和抽象工厂有什么区别？

简单工厂：根据输入，工厂直接返回相应的产品，用来生产同一等级结构中的任意产品，对于增加新的产品(工厂类代码需要改动)，无能为力。
工厂方法：提供一个用于创建对象的工厂接口，然后工厂实现类来决定实例化哪一个类，并且由该类创建对应类的示例，用来生产同一等级结构中的固定产品，支持增加任意产品。
抽象工厂：将产品进行分组，每一个组中的不同产品由同一个工厂类的不同方法来实现，用来生产不同产品族的全部产品，对于增加新的产品，无能为力，但是支持增加产品族。

参考

1.java与模式
2.https://blog.youkuaiyun.com/woniu211111/article/details/123188900
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