设计模式面试题汇总

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设计模式面试题汇总

一、设计模式基础

二、具体设计模式

（一）创建型模式

（二）结构型模式

（三）行为型模式

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一、设计模式基础

1. 什么是设计模式？为什么使用设计模式？
   • 设计模式是在软件开发过程中，针对反复出现的问题所总结出的通用解决方案。使用设计模式可以提高软件的可维护性、可扩展性和可复用性，使软件更加易于理解和修改。
2. 设计模式的主要分类是什么？请简要介绍每个分类的特点。
   • 设计模式主要分为创建型模式、结构型模式和行为型模式三大类。
   • 创建型模式主要用于对象的创建过程，比如单例模式确保一个类只有一个实例，工厂模式根据不同的条件创建不同类型的对象。
   • 结构型模式关注的是如何将类或对象组合成更大的结构，例如代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责。
   • 行为型模式主要用于处理对象之间的交互和职责分配，比如观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

二、具体设计模式

（一）创建型模式

1. 工厂方法模式和抽象工厂模式有什么区别？在什么情况下使用它们？
   • 工厂方法模式定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
   • 工厂方法模式适用于创建单个产品对象的情况，而抽象工厂模式适用于创建一组相关的产品对象。
2. 解释建造者模式的作用及其在什么场景下使用。
   • 建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。适用于创建复杂对象，且对象的创建过程需要逐步构建，各个部分可以灵活组合的情况。

（二）结构型模式

1. 解释适配器模式，以及它在将不兼容接口转换为兼容接口时的作用。
   • 适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口。它使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
2. 解释组合模式和外观模式，它们如何帮助简化复杂系统的管理和使用？
   • 组合模式将对象组合成树形结构以表示 “部分 - 整体” 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。外观模式为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，简化了子系统的使用。

（三）行为型模式

1. 解释装饰器模式和代理模式的区别，以及它们各自的使用情况。
   • 装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责，它不改变被装饰对象的接口。代理模式为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，代理对象和被代理对象实现相同的接口。
   • 装饰器模式常用于在不改变原有对象的基础上，为对象添加新的功能。代理模式常用于控制对对象的访问，比如远程代理、虚拟代理等。
2. 观察者模式和发布 - 订阅模式有什么异同？它们在哪些情况下会被使用？
   • 观察者模式和发布 - 订阅模式非常相似，它们都定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。
   • 不同之处在于，发布 - 订阅模式通常会有一个中间的事件调度中心，发布者将事件发布到事件调度中心，订阅者从事件调度中心订阅事件。而观察者模式中，观察者直接注册到被观察的对象上。
   • 它们通常在需要实现对象之间的松散耦合、事件驱动的系统中使用。

补充内容：

单例模式的多种实现方式及优缺点：

• 饿汉式：在类加载时就创建实例，简单直接，但可能造成资源浪费如果实例的创建很耗时或者占用很多资源。
• 懒汉式：在第一次使用时才创建实例，可能存在线程安全问题，需要加锁保证线程安全，但加锁会影响性能。
• 双重检查锁：在懒汉式的基础上进行优化，通过两次检查减少锁的使用频率，但实现相对复杂。

策略模式：

• 定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可以相互替换。策略模式使得算法可以独立于使用它的客户而变化。比如在电商系统中，可以根据不同的促销活动选择不同的折扣计算策略。

模板方法模式：

• 在一个方法中定义算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。它在父类中定义了一个算法的框架，子类可以在不改变算法结构的情况下，重新定义算法中的某些步骤。例如在文件处理中，父类定义了读取文件、处理文件内容和写入结果的框架，子类可以具体实现处理文件内容的方法。