Java程序员面试题（二）JavaSE高级
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目录
- 一、Java 中的反射
- 1. 说说你对 Java 中反射的理解
- 二、Java 中的动态代理
- 1. 写一个 ArrayList 的动态代理类（笔试题）
- 2. 动静态代理的区别，什么场景使用？
- 三、Java 中的设计模式&回收机制
- 1. 你所知道的设计模式有哪些
- 2. 单例设计模式
- 3. 工厂设计模式
- 4. 建造者模式（Builder）
- 5. 适配器设计模式
- 6. 装饰模式（Decorator）
- 7. 策略模式（strategy）
- 8. 观察者模式（Observer）
- 未完待续
一、Java 中的反射
1. 说说你对 Java 中反射的理解
Java 中的反射首先是能够获取到 Java 中要反射类的字节码，获取字节码有三种方法，1.Class.forName(className) 2.类名.class 3.this.getClass()。然后将字节码中的方法，变量，构造函数等映射成相应的 Method、Filed、Constructor 等类，这些类提供了丰富的方法可以被我们所使用。
二、Java 中的动态代理
1. 写一个 ArrayList 的动态代理类（笔试题）
final List<String> list = new ArrayList<String>();
List<String> proxyInstance =
(List<String>)Proxy.newProxyInstance(list.getClass().getClassLoader(),
list.getClass().getInterfaces(),
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
return method.invoke(list, args);
}
});
proxyInstance.add("你好");
System.out.println(list);
2. 动静态代理的区别，什么场景使用？
静态代理通常只代理一个类，动态代理是代理一个接口下的多个实现类。
静态代理事先知道要代理的是什么，而动态代理不知道要代理什么东西，只有在运行时才知道。
动态代理是实现 JDK 里的 InvocationHandler 接口的 invoke 方法，但注意的是代理的是接口，也就是你的业务类必须要实现接口，通过 Proxy 里的 newProxyInstance 得到代理对象。
还有一种动态代理 CGLIB，代理的是类，不需要业务类继承接口，通过派生的子类来实现代理。通过在运行时，动态修改字节码达到修改类的目的。
AOP 编程就是基于动态代理实现的，比如著名的 Spring 框架、Hibernate 框架等等都是动态代理的使用例子。
三、Java 中的设计模式&回收机制
1. 你所知道的设计模式有哪些
Java 中一般认为有 23 种设计模式，我们不需要所有的都会，但是其中常用的几种设计模式应该去掌握。
总体来说设计模式分为三大类：
创建型模式，共五种：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
结构型模式，共七种：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
行为型模式，共十一种：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
2. 单例设计模式
最好理解的一种设计模式，分为懒汉式和饿汉式。
- 饿汉式：
public class Singleton {
// 直接创建对象
public static Singleton instance = new Singleton();
// 私有化构造函数
private Singleton() {
}
// 返回对象实例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
- 懒汉式：
public class Singleton {
// 声明变量
private static volatile Singleton singleton = null;
// 私有构造函数
private Singleton() {
}
// ᨀ供对外方法
public static Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
详情请参考：Java设计模式（二）单例模式
3. 工厂设计模式
工厂模式分为工厂方法模式和抽象工厂模式。
1 工厂方法模式
工厂方法模式分为三种：普通工厂模式，就是建立一个工厂类，对实现了同一接口的一些类进行实例的创建。
多个工厂方法模式，是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。
静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。
1.1 普通工厂模式
public interface Sender {
public void Send();
}
public class MailSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is mail sender!");
}
}
public class SmsSender implements Sender {
@Override
public void Send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
public class SendFactory {
public Sender produce(String type) {
if ("mail".equals(type)) {
return new MailSender();
} else if ("sms".equals(type)) {
return new SmsSender();
} else {
System.out.println("请输入正确的类型!");
return null;
}
}
}
1.2 多个工厂方法模式
该模式是对普通工厂方法模式的改进，在普通工厂方法模式中，如果传递的字符串出错，则不能正确创建对象，而多个工厂方法模式是提供多个工厂方法，分别创建对象。
public class SendFactory {
public Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
SendFactory factory = new SendFactory();
Sender sender = factory.produceMail();
sender.send();
}
}
1.3 静态工厂方法模式，将上面的多个工厂方法模式里的方法置为静态的，不需要创建实例，直接调用即可。
public class SendFactory {
public static Sender produceMail(){
return new MailSender();
}
public static Sender produceSms(){
return new SmsSender();
}
}
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
Sender sender = SendFactory.produceMail();
sender.send();
}
}
2 抽象工厂模式
工厂方法模式有一个问题就是，类的创建依赖工厂类，也就是说，如果想要拓展程序，必须对工厂类进行修改，这违背了闭包原则，所以，从设计角度考虑，有一定的问题，如何解决？就用到抽象工厂模式，创建多个工厂类，这样一旦需要增加新的功能，直接增加新的工厂类就可以了，不需要修改之前的代码。
public interface Provider {
public Sender produce();
}
-------------------------------------------------------------------------------------
public interface Sender {
public void send();
}
-------------------------------------------------------------------------------------
public class MailSender implements Sender {
@Override
public void send() {
System.out.println("this is mail sender!");
}
}
-------------------------------------------------------------------------------------
public class SmsSender implements Sender {
@Override
public void send() {
System.out.println("this is sms sender!");
}
}
-------------------------------------------------------------------------------------
public class SendSmsFactory implements Provider {
@Override
public Sender produce() {
return new SmsSender();
}
}
public class SendMailFactory implements Provider {
@Override
public Sender produce() {
return new MailSender();
}
}
-------------------------------------------------------------------------------------
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Provider provider = new SendMailFactory();
Sender sender = provider.produce();
sender.send();
}
}
详情请参考：Java设计模式（一）工厂模式
4. 建造者模式（Builder）
工厂类模式提供的是创建单个类的模式，而建造者模式则是将各种产品集中起来进行管理，用来创建复合对象，所谓复合对象就是指某个类具有不同的属性，其实建造者模式就是前面抽象工厂模式和最后的 Test 结合起来得到的。
public class Builder {
private List<Sender> list = new ArrayList<Sender>();
public void produceMailSender(int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
list.add(new MailSender());
}
}
public void produceSmsSender(int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
list.add(new SmsSender());
}
}
}
public class TestBuilder {
public static void main(String[] args) {
Builder builder = new Builder();
builder.produceMailSender(10);
}
}
5. 适配器设计模式
适配器模式将某个类的接口转换成客户端期望的另一个接口表示，目的是消除由于接口不匹配所造成的类的兼容性问题。主要分为三类：类的适配器模式、对象的适配器模式、接口的适配器模式。
1 类的适配器模式
public class Source {
public void method1() {
System.out.println("this is original method!");
}
}
-------------------------------------------------------------
public interface Targetable {
/* 与原类中的方法相同 */
public void method1();
/* 新类的方法 */
public void method2();
}
public class Adapter extends Source implements Targetable {
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
}
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Targetable target = new Adapter();
target.method1();
target.method2();
}
}
2 对象的适配器模式
基本思路和类的适配器模式相同，只是将 Adapter 类作修改，这次不继承 Source 类，而是持有 Source 类的实例，以达到解决兼容性的问题。
public class Wrapper implements Targetable {
private Source source;
public Wrapper(Source source) {
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method2() {
System.out.println("this is the targetable method!");
}
@Override
public void method1() {
source.method1();
}
}
--------------------------------------------------------------
public class AdapterTest {
public static void main(String[] args) {
Source source = new Source();
Targetable target = new Wrapper(source);
target.method1();
target.method2();
}
}
3 接口的适配器模式
接口的适配器是这样的：有时我们写的一个接口中有多个抽象方法，当我们写该接口的实现类时，必须实现该接口的所有方法，这明显有时比较浪费，因为并不是所有的方法都是我们需要的，有时只需要某一些，此处为了解决这个问题，我们引入了接口的适配器模式，借助于一个抽象类，该抽象类实现了该接口，实现了所有的方法，而我们不和原始的接口打交道，只和该抽象类取得联系，所以我们写一个类，继承该抽象类，重写我们需要的方法就行。
6. 装饰模式（Decorator）
顾名思义，装饰模式就是给一个对象增加一些新的功能，而且是动态的，要求装饰对象和被装饰对象实现同一个接口，装饰对象持有被装饰对象的实例。
public interface Sourceable {
public void method();
}
----------------------------------------------------
public class Source implements Sourceable {
@Override
public void method() {
System.out.println("the original method!");
}
}
----------------------------------------------------
public class Decorator implements Sourceable {
private Sourceable source;
public Decorator(Sourceable source) {
super();
this.source = source;
}
@Override
public void method() {
System.out.println("before decorator!");
source.method();
System.out.println("after decorator!");
}
}
----------------------------------------------------
public class DecoratorTest {
public static void main(String[] args) {
Sourceable source = new Source();
Sourceable obj = new Decorator(source);
obj.method();
}
}
7. 策略模式（strategy）
策略模式定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使他们可以相互替换，且算法的变化不会影响到使用算法的客户。需要设计一个接口，为一系列实现类提供统一的方法，多个实现类实现该接口，设计一个抽象类（可有可无，属于辅助类），提供辅助函数。策略模式的决定权在用户，系统本身提供不同算法的实现，新增或者删除算法，对各种算法做封装。因此，策略模式多用在算法决策系统中，外部用户只需要决定用哪个算法即可。
public interface ICalculator {
public int calculate(String exp);
}
---------------------------------------------------------
public class Minus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
@Override
public int calculate(String exp) {
int arrayInt[] = split(exp, "-");
return arrayInt[0] - arrayInt[1];
}
}
---------------------------------------------------------
public class Plus extends AbstractCalculator implements ICalculator {
@Override
public int calculate(String exp) {
int arrayInt[] = split(exp, "\\+");
return arrayInt[0] + arrayInt[1];
}
}
--------------------------------------------------------
public class AbstractCalculator {
public int[] split(String exp, String opt) {
String array[] = exp.split(opt);
int arrayInt[] = new int[2];
arrayInt[0] = Integer.parseInt(array[0]);
arrayInt[1] = Integer.parseInt(array[1]);
return arrayInt;
}
}
public class StrategyTest {
public static void main(String[] args) {
String exp = "2+8";
ICalculator cal = new Plus();
int result = cal.calculate(exp);
System.out.println(result);
}
}
8. 观察者模式（Observer）
观察者模式很好理解，类似于邮件订阅和 RSS 订阅，当我们浏览一些博客或 wiki 时，经常会看到 RSS 图标，就这的意思是，当你订阅了该文章，如果后续有更新，会及时通知你。其实，简单来讲就一句话：当一个对象变化时，其它依赖该对象的对象都会收到通知，并且随着变化！对象之间是一种一对多的关系。
public interface Observer {
public void update();
}
public class Observer1 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer1 has received!");
}
}
public class Observer2 implements Observer {
@Override
public void update() {
System.out.println("observer2 has received!");
}
}
public interface Subject {
/*增加观察者*/
public void add(Observer observer);
/*删除观察者*/
public void del(Observer observer);
/*通知所有的观察者*/
public void notifyObservers();
/*自身的操作*/
public void operation();
}
public abstract class AbstractSubject implements Subject {
private Vector<Observer> vector = new Vector<Observer>();
@Override
public void add(Observer observer) {
vector.add(observer);
}
@Override
public void del(Observer observer) {
vector.remove(observer);
}
@Override
public void notifyObservers() {
Enumeration<Observer> enumo = vector.elements();
while (enumo.hasMoreElements()) {
enumo.nextElement().update();
}
}
}
public class MySubject extends AbstractSubject {
@Override
public void operation() {
System.out.println("update self!");
notifyObservers();
}
}
public class ObserverTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new MySubject();
sub.add(new Observer1());
sub.add(new Observer2());
sub.operation();
}
}
未完待续
注：
内容截取自：黑马程序员Java面试宝典
仅供学习使用