java常用的设计模式面试题-java设计模式及应用案例

在软件工程中，设计模式是解决常见问题的最佳实践。Java作为一种广泛使用的编程语言，其设计模式在实际开发中得到了广泛的应用。在面试中，了解一些常用的设计模式及其应用案例，不仅能帮助求职者在技术面试中脱颖而出，更能够在实际工作中提高开发效率和代码的可维护性。本文将探讨几种常用的Java设计模式及其应用案例。

1. 单例模式（Singleton Pattern）

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。举例来说，在很多框架中，数据库连接池通常采用单例模式，以避免频繁创建和销毁连接带来的性能损耗。

示例代码：

public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } }

在面试中，面试官可能会问如何实现线程安全的单例模式。这时可以提到使用 synchronized 关键字或使用静态内部类来延迟初始化。

2. 工厂模式（Factory Pattern）

工厂模式提供一个创建对象的接口，而不需要直接指定对象的具体类。比如，在开发一个图形编辑器时，可以使用工厂模式生成各种形状（圆形、方形等），而不需要了解具体的实现细节。

示例代码：

interface Shape { void draw(); } class Circle implements Shape { public void draw() { System.out.println(Drawing a Circle); } } class Square implements Shape { public void draw() { System.out.println(Drawing a Square); } } class ShapeFactory { public static Shape getShape(String shapeType) { if (shapeType == null) { return null; } if (shapeType.equalsIgnoreCase(CIRCLE)) { return new Circle(); } else if (shapeType.equalsIgnoreCase(SQUARE)) { return new Square(); } return null; } }

3. 观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象的状态发生改变时，所有依赖于它的观察者都会得到通知并自动更新。

在电子商务网站中，当用户下单后，系统需要通知多个相关模块，例如库存管理、订单管理等，这时可以使用观察者模式。

示例代码：

import java.util.ArrayList; import java.util.List; interface Observer { void update(String message); } class OrderObserver implements Observer { private String name; public OrderObserver(String name) { this.name = name; } public void update(String message) { System.out.println(name + received update: + message); } } class OrderSubject { private List observers = new ArrayList<>(); public void addObserver(Observer observer) { observers.add(observer); } public void notifyObservers(String message) { for (Observer observer : observers) { observer.update(message); } } }

4. 策略模式（Strategy Pattern）

策略模式定义了一系列算法，将每一个算法封装起来，并使它们可以互相替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

例如，在购物车中，用户可以选择不同的支付方式（如支付宝、微信支付），可以利用策略模式来实现。

示例代码：

interface PaymentStrategy { void pay(int amount); } class AliPay implements PaymentStrategy { public void pay(int amount) { System.out.println(Paid + amount + using AliPay.); } } class WechatPay implements PaymentStrategy { public void pay(int amount) { System.out.println(Paid + amount + using WechatPay.); } } class ShoppingCart { private PaymentStrategy paymentStrategy; public void setPaymentStrategy(PaymentStrategy paymentStrategy) { this.paymentStrategy = paymentStrategy; } public void checkout(int amount) { paymentStrategy.pay(amount); } }

总结

设计模式是软件开发中的重要组成部分，通过理解并应用这些模式，可以提升代码的可复用性和可维护性。面试中常见的设计模式问题不仅考察求职者的技术能力，也展示了他们对软件设计深刻的理解。希望本文能为准备Java面试的开发者提供一些帮助和启发。