JAVA_设计模式面试专题10道.pdf

设计模式是软件开发中的核心概念，它们代表了在软件设计过程中被广泛接受的解决方案，是解决特定问题的最佳实践。在Java中，设计模式的应用能够提高代码的可读性、可维护性和复用性。 1. 单例模式（Singleton pattern）是一种确保一个类只有一个实例并提供全局访问点的设计模式。在Java中，可以使用枚举、双重检查锁定（Double-Checked Locking）或者静态内部类等方式来实现线程安全的单例。例如，使用枚举的单例模式如下： ```java public enum Singleton { INSTANCE; } ``` 2. 工厂模式（Factory pattern）是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式，使得客户端无需知道所创建的对象的具体类。例如，使用抽象工厂创建不同类型的产品： ```java public interface Shape { void draw(); } public class Circle implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Drawing Circle"); } } public class Square implements Shape { @Override public void draw() { System.out.println("Drawing Square"); } } public abstract class ShapeFactory { public abstract Shape createShape(); } public class CircleFactory extends ShapeFactory { @Override public Shape createShape() { return new Circle(); } } public class SquareFactory extends ShapeFactory { @Override public Shape createShape() { return new Square(); } } ``` 3. 观察者模式（Observer pattern）是一种行为设计模式，允许一个对象在其状态改变时通知其他对象。在Java中，`java.util.Observable`和`java.util.Observer`类提供了观察者模式的基础实现。例如： ```java import java.util.Observable; import java.util.Observer; public class WeatherData extends Observable { private float temperature, humidity, pressure; public void measurementsChanged() { setChanged(); notifyObservers(); } // Setters and Getters... } public class CurrentConditionsDisplay implements Observer { private float temperature, humidity; @Override public void update(Observable o, Object arg) { WeatherData weatherData = (WeatherData) o; this.temperature = weatherData.getTemperature(); this.humidity = weatherData.getHumidity(); display(); } private void display() { System.out.println("Current conditions: " + temperature + "F degrees, " + humidity + "% humidity"); } } ``` 4. 装饰器模式（Decorator design pattern）允许在运行时动态地给一个对象添加新的行为或职责。Java的IO库中广泛应用了装饰器模式，如`BufferedReader`和`BufferedWriter`。例如： ```java public interface FileReader { void read(); } public class FileReaderImpl implements FileReader { @Override public void read() { System.out.println("Reading file..."); } } public abstract class FileReaderDecorator implements FileReader { protected FileReader reader; public FileReaderDecorator(FileReader reader) { this.reader = reader; } } public class PerformanceFileReaderDecorator extends FileReaderDecorator { public PerformanceFileReaderDecorator(FileReader reader) { super(reader); } @Override public void read() { System.out.println("Optimizing performance..."); reader.read(); } } ``` 5. 在设计ATM机时，我们需要考虑其非功能性需求，如事务处理、错误处理和边界条件。我们可以设计一个包含账户、交易、存款、取款等类的系统，每个类都有自己的职责，并通过接口或抽象类来定义共同的行为。 6. 重载（Overloading）和重写（Overriding）是Java中的多态性体现。重载发生在同一类中，通过参数列表的不同来区分不同的方法；重写发生在子类中，子类方法与父类方法有相同的名称、返回类型和参数列表，但子类方法会覆盖父类方法的实现。 7. 在Java中，静态方法属于类级别的，不依赖于任何实例，因此无法访问非静态成员，因为非静态成员是与特定对象实例相关的。 设计模式是解决常见编程问题的蓝图，理解并熟练运用设计模式能够帮助开发者编写更加优雅、高效和可维护的代码。在面试中，展示对设计模式的理解和实际应用能力是评估候选人技术能力的重要方面。