Java设计模式面试题及答案(2024版)

Java设计模式面试题及答案(2024版)-mikechen

Java面试题经常会问Java设计模式,下面给大家总结了一份最新Java设计模式面试题及答案@mikechen

1.说一下你熟悉的设计模式?

  1. 单例模式(Singleton Pattern):确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问该实例。
  2. 工厂模式(Factory Pattern):定义一个用于创建对象的接口,但让子类决定要实例化哪个类。工厂方法使一个类的实例化延迟到子类。
  3. 观察者模式(Observer Pattern):定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象状态改变时,所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。
  4. 策略模式(Strategy Pattern):定义一系列算法,将它们封装起来,并使它们可以互相替换。该模式使得算法的变化独立于使用它的客户端。
  5. 装饰器模式(Decorator Pattern):动态地将责任附加到对象上。装饰器模式提供了一种灵活的方式来扩展类的功能。
  6. 适配器模式(Adapter Pattern):将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口。适配器模式使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以在一起工作。

 

2.为什么要学习Java设计模式?

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学习设计模式有以下几个原因:

  1. 提高代码质量:设计模式是经过实践证明的最佳实践,它们可以帮助我们编写可重用、可扩展和易维护的代码。
  2. 促进代码复用:设计模式提供了一些通用的解决方案,这些方案可以被应用到各种不同的问题中,从而促进代码的复用。
  3. 提高代码可读性:设计模式是一种标准化的方式来描述软件架构和设计,它们提供了一些通用的术语和概念,可以帮助开发者更容易地理解和阅读代码。
  4. 促进团队合作:设计模式是一种共享的语言和文化,它可以帮助团队成员更好地理解彼此的工作,从而促进团队合作和协作。
  5. 提高编程技能:学习设计模式需要深入理解软件架构和设计的基本原则,这可以帮助开发者提高自己的编程技能和水平。

 

3.设计模式分类有哪些?

设计模式可以分为三个大类:

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1.创建型模式(Creational Pattern)

创建型模式包括:单例模式工厂模式抽象工厂模式建造者模式原型模式

创建型模式主要关注对象的创建,可以帮助我们在创建对象时更加灵活、可控,同时也可以帮助我们隐藏创建对象的细节。

 

2.结构型模式(Structural Pattern)

结构型模式包括:适配器模式桥接模式装饰模式、组合模式、外观模式享元模式代理模式

结构型模式主要关注对象之间的组合和关系,提供了一些机制来将对象组合成更大的结构,从而形成新的功能和接口。

 

3.行为型模式(Behavioral Pattern)

行为型模式包括:责任链模式、命令模式解释器模式迭代器模式中介者模式备忘录模式观察者模式状态模式策略模式模板方法模式访问者模式

行为型模式主要关注对象之间的通信和交互,提供了一些机制来定义对象之间的交互方式和算法。

 

4.设计模式的6大原则?

设计模式中有6个基本原则,也称为“SOLID”原则:

1.单一职责原则(Single Responsibility Principle,SRP)

一个类应该只有一个责任,即只有一个引起它变化的原因。这个原则是指一个类、接口、方法等等应该只负责一件事情,这样可以提高代码的可维护性和可读性。

2.开闭原则(Open-Closed Principle,OCP)

软件实体(类、模块、函数等等)应该对扩展开放,对修改关闭。这个原则是指我们应该尽可能地避免修改已有的代码,而是通过扩展来实现新的功能。这可以保证代码的稳定性和可维护性。

3.里氏替换原则(Liskov Substitution Principle,LSP)

子类应该可以替换掉父类并且不会产生任何错误或异常。这个原则是指我们应该尽可能地保持代码的兼容性和可扩展性,使得新的子类可以无缝替换掉原有的父类,而不会对程序的正确性产生任何影响。

4.接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP)

一个类不应该强制性地依赖它不需要的接口。这个原则是指我们应该尽可能地精简接口,避免一个类依赖过多的接口,从而提高代码的可读性和可维护性。

5.依赖倒置原则(Dependency Inversion Principle,DIP)

高层模块不应该依赖底层模块,而是应该依赖抽象接口。这个原则是指我们应该尽可能地使用抽象接口,避免依赖具体实现,从而提高代码的灵活性和可扩展性。

6.迪米特法则(Law of Demeter,LoD)

一个对象应该对其他对象有最少的了解,不应该直接和其他对象交互。这个原则是指我们应该尽可能地减少对象之间的耦合度,避免对象之间的直接依赖,从而提高代码的灵活性和可维护性。

 

5.简单工厂和抽象工厂有什么区别?

简单工厂和抽象工厂是两种工厂模式,它们的主要区别在于创建对象的方式和抽象程度不同。

  1. 简单工厂模式:简单工厂模式是一种创建型设计模式,它定义了一个工厂类来创建对象,这些对象都属于同一个类或者接口的子类。在简单工厂模式中,客户端不需要知道要创建哪个具体的产品,只需要知道产品对应的参数即可。简单工厂模式通常只包含一个工厂类和一个或多个产品类,适用于创建数量较少且不需要频繁添加新的产品的场景。
  2. 抽象工厂模式:抽象工厂模式是一种创建型设计模式,它定义了一个抽象工厂类来创建一组相关的产品,这些产品属于不同的类或者接口。在抽象工厂模式中,客户端需要知道要创建哪个具体的工厂类,以及该工厂类可以创建哪些产品。抽象工厂模式通常包含一个抽象工厂类和多个抽象产品类,每个具体工厂类可以生产多个具体产品类,适用于创建数量较多且需要频繁添加新的产品的场景。

总的来说,简单工厂模式适用于创建数量较少的产品,而抽象工厂模式适用于创建数量较多的产品,并且需要支持动态添加新的产品。在使用时需要根据具体的需求选择合适的工厂模式。

 

6.装饰模式和代理模式的区别?

装饰模式和代理模式是两种常用的设计模式,它们的主要区别在于它们的目的和实现方式不同。

  1. 装饰模式:装饰模式是一种结构型设计模式,它允许你动态地向一个对象添加额外的功能,而无需在代码中大量修改原有的类。装饰模式的核心思想是利用组合来实现动态增加对象功能的目的,即将原有的对象作为装饰器的一个参数传入,然后通过组合来添加额外的功能。装饰模式的优点是可以在运行时动态地添加和删除对象的功能,而不需要修改原有的类,从而增加代码的可扩展性和可维护性。
  2. 代理模式:代理模式是一种结构型设计模式,它允许你提供一个代理对象来控制对原始对象的访问。代理模式的核心思想是使用一个代理对象来代替原始对象进行一些操作,从而可以对原始对象进行控制和管理,例如权限控制、缓存等。代理模式可以在不修改原始对象的情况下实现对其访问的控制,同时也可以提高代码的复用性和可维护性。

因此,装饰模式主要用于动态地添加对象的功能,而代理模式主要用于控制对原始对象的访问。装饰模式使用组合来添加额外的功能,而代理模式使用一个代理对象来替代原始对象进行一些操作。

 

7.单例模式有哪些?建议用哪个?

单例的实现方式主要分为以下几种:

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最佳的单例实现模式就是枚举模式,利用枚举的特性,让JVM来帮我们保证线程安全和单一实例的问题。

示例如下:

/**
 * 枚举实现单例模式
 *
 * @author mikechen
 */
public enum  SingletonEnum {
    INSTANCE;
    SingletonEnum() {}
    public void getName() {}
}

 

8.单例模式的应用场景

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1.美国总统

生活中的例子,美国总统的职位是Singleton,在任何时刻只能由一个现任的总统。

2.连接池

比如数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,数据库连接池属于重量级资源,一个应用中只需要保留一份即可。

3.线程池

多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。

以上就是Java设计模式面试题及答案详解,更多内容请查看:Java设计模式:23种设计模式(万字图文全面总结)

作者简介

陈睿|mikechen,10年+大厂架构经验,BAT资深面试官,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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