java设计模式题库
Java设计模式题库
设计模式是软件开发中的重要概念，提供了一种解决常见问题的方法并帮助开发人员更好地设计可维护和可重用的代码。在Java中，有许多常见的设计模式，如单例模式、工厂模式、观察者模式等。本文将介绍一些常见的Java设计模式并提供一个设计模式题库供读者学习和练习。
一、单例模式
单例模式是一种保证只有一个实例的设计模式。适用于需要频繁创建对象的场景，如数据库连接和线程池。以下是一个单例模式的题目：
题目：请设计一个线程安全的单例模式要求在多线程环境下保证只有一个实例。
解答：关键点在于使用双重检查锁定（double-checked locking）机制来确保线程安全和性能。以下是一个可能的解答：
```java
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
```
二、工厂模式
工厂模式是一种通过工厂类创建对象的设计模式。将对象的创建与使用分离，提供了更高的灵活性和可扩展性。以下是一个工厂模式的题目：
题目：请设计一个工厂类，用于创建不同类型的商品对象，例如电视、手机和电脑。
解答：可以使用抽象工厂模式来实现。首先定义一个抽象商品类，然后定义具体的商品类，最后实现一个工厂类用于创建不同类型的商品对象。以下是一个可能的解答：
```java
public abstract class Product {
public abstract void use();
}
public class TV extends Product {
public void use() {
System.out.println("正在使用电视");
}
}
public class Phone extends Product {
public void use() {
System.out.println("正在使用手机");
}
}
public class Computer extends Product {
public void use() {
System.out.println("正在使用电脑");
}
}
public class Factory {
public static Product createProduct(String type) {
if (type.equals("TV")) {
return new TV();
} else if (type.equals("Phone")) {
return new Phone();
} else if (type.equals("Computer")) {
return new Computer();
} else {
throw new IllegalArgumentException("无效的商品类型");
}
}
}
```
三、观察者模式
观察者模式是一种对象间的一对多依赖关系模式。当一个对象的状态发生变化时它的所有观察者都会收到通知并自动更新。以下是一个观察者模式的题目：
题目：请设计一个观察者模式示例，其中有一个主题类和两个观察者类，当主题类的状态发生变化时观察者类能够收到通知并更新。
解答：可以使用Java内置的观察者模式来实现。首先定义一个主题接口和观察者接口，然后实现一个具体的主题类和观察者类。以下是一个可能的解答：
```java
import java.util.Observable;
import java.util.Observer;
public class Subject extends Observable {
private int state;
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
setChanged();
notifyObservers(state);
}
}
public class ObserverImpl implements Observer {
private String name;
public ObserverImpl(String name) {
this.name = name;
}
public void update(Observable o, Object arg) {
int state = (int) arg;
System.out.println(name + "观察到主题状态变为：" + state);
}
}
```
java设计模式附录b答案
Java设计模式附录B答案
设计模式是软件开发中常用的方法论，提供了一套经过实践验证的解决方案，帮助开发人员解决常见的设计问题。附录B提供了一些补充的设计模式，以下将逐个答案进行解析。
1. 适配器模式（Adapter Pattern）
适配器模式将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。通过适配器模式，我们可以封装一些已有的类，使其与其他不兼容的接口协同工作。适配器模式主要有两种实现方式：类适配器和对象适配器。
2. 桥接模式（Bridge Pattern）
桥接模式将抽象部分和实现部分分离，使它们可以独立变化。通过桥接模式，我们可以将一个类的抽象和实现解耦，使得它们可以各自独立地变化，不会互相影响。
3. 组合模式（Composite Pattern）
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。通过组合模式，我们可以使用一种统一的方式处理单个对象和组合对象，使得客户端可以一致地处理它们。
4. 装饰器模式（Decorator Pattern）
装饰器模式动态地给一个对象添加一些额外的职责，不需要修改其原始类。通过装饰器模式，我们可以在不改变原始类的情况下，为它增加一些功能或者责任。
5. 外观模式（Facade Pattern）
外观模式提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。通过外观模式，我们可以将复杂的子系统进行封装，为客户端提供简单的接口，使得客户端可以更加方便地使用子系统。
6. 享元模式（Flyweight Pattern）
享元模式通过共享对象来有效地支持大量的细粒度对象。通过享元模式，我们可以将相同的对象进行共享，减少系统中对象的数量，提高系统的性能。
7. 代理模式（Proxy Pattern）
代理模式为一个对象提供一个替身或者占位符，以控制对这个对象的访问。通过代理模式，我们可以在客户端和真实对象之间增加一层间接层，以实现一些额外的控制。
java设计模式刘伟课后答案
Java设计模式刘伟课后答案
在Java编程中，设计模式是一组被广泛接受的解决特定问题的最佳实践。刘伟教授在其课程中介绍了一些常见的设计模式，包括单例模式、工厂模式、观察者模式等。以下是我对课后练习题的答案，希望能帮助大家更好地理解这些设计模式的实际应用。
1. 单例模式：在一个Java应用程序中，确保只有一个实例被创建并且全局可访问。
答案：
```java
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
```
2. 工厂模式：使用一个共同的接口来创建相关或依赖对象的实例，不需要显示指定其具体类。
答案：
```java
public interface Shape {
void draw();
}
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle...");
}
}
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle...");
}
}
public class ShapeFactory {
public static Shape getShape(String shapeType) {
if (shapeType == null) {
return null;
}
if (shapeType.equalsIgnoreCase("CIRCLE")) {
return new Circle();
} else if (shapeType.equalsIgnoreCase("RECTANGLE")) {
return new Rectangle();
}
return null;
}
}
```
3. 观察者模式：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时所有依赖对象都将得到通知并自动更新。
答案：
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class Subject {
private List
private int state;
public int getState() {
return state;
}
public void setState(int state) {
this.state = state;
notifyAllObservers();
}
public void attach(Observer observer) {
observers.add(observer);
}
public void notifyAllObservers() {
for (Observer observer : observers) {
observer.update();
}
}
}
public abstract class Observer {
protected Subject subject;
public abstract void update();
}
public class BinaryObserver extends Observer {
public BinaryObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println("Binary String: " + Integer.toBinaryString(subject.getState()));
}
}
public class OctalObserver extends Observer {
public OctalObserver(Subject subject) {
this.subject = subject;
this.subject.attach(this);
}
@Override
public void update() {
System.out.println("Octal String: " + Integer.toOctalString(subject.getState()));
}
}
```
java设计模式有几种
Java设计模式是指在Java编程中常用的一系列设计模式，用于解决软件设计过程中的一些常见问题。设计模式是一种被广泛接受并被认可的软件开发经验的它可以提高软件的可重用性、可维护性、可扩展性和可测试性。Java中广泛应用的设计模式主要有23种，分为创建型模式、结构型模式和行为型模式三个大类。
一、创建型模式
创建型模式主要用于对象的创建，通过将对象的创建过程封装起来，使得系统更加灵活并且降低了对象之间的耦合性。
1. 单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例并提供一个全局访问点。
2. 工厂模式（Factory）：封装对象的创建过程，通过工厂类的统一接口创建对象。
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建相关或依赖对象的接口，无需指定具体类。
4. 建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
二、结构型模式
结构型模式主要用于描述如何将对象和类组装成较大的结构并同时保持结构的灵活性和可扩展性。
1. 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
2. 装饰器模式（Decorator）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。
3. 代理模式（Proxy）：为其他对象提供一个代理，以控制对该对象的访问。
4. 外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个一致的界面。
三、行为型模式
行为型模式主要用于描述对象之间的通信方式以及对象之间的责任分担。
1. 观察者模式（Observer）：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的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。
2. 策略模式（Strategy）：定义一系列算法，将每个算法封装起来并使它们可以互换使用。
3. 模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中。
4. 命令模式（Command）：将一个请求封装为一个对象，从而使得可以用不同的请求对客户进行参数化。
5. 迭代器模式（Iterator）：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，不需暴露该对象的内部表示。
6. 状态模式（State）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
7. 访问者模式（Visitor）：封装一些作用于某种数据结构中的各元素操作，可以在不改变数据结构的前提下定义作用于这些元素的新操作。
java设计模式期末考试题目
Java设计模式期末考试题目
一、选择题(共10题，每题2分，共20分)
1. 下列哪个不属于创建型设计模式？
A. 工厂方法模式
B. 单例模式
C. 原型模式
D. 装饰器模式
2. 在观察者模式中，主题对象不负责：
A. 注册观察者
B. 通知观察者
C. 删除观察者
D. 调用观察者的方法
3. 下列哪个不属于结构型设计模式？
A. 适配器模式
B. 组合模式
C. 代理模式
D. 观察者模式
4. 在适配器模式中，适配器角色包括：
A. 目标接口
B. 适配者
C. 适配器
D. 客户端
5. 下列哪个不属于行为型设计模式？
A. 模板方法模式
B. 状态模式
C. 迭代器模式
D. 享元模式
6. 在策略模式中，将策略和环境分离是为了实现：
A. 单一职责原则
B. 开闭原则
C. 依赖倒置原则
D. 接口隔离原则
7. 下列哪个不属于装饰器模式的角色？
A. 抽象构件
B. 具体构件
C. 装饰器
D. 客户端
8. 在原型模式中，通过克隆获得新对象的方法是：
A. 浅克隆
B. 深克隆
C. 原型克隆
D. 原型工厂
9. 下列哪个不属于单例模式的实现方式？
A. 饿汉式
B. 懒汉式
C. 双重检查锁
D. 原型模式
10. 在享元模式中，享元对象并不存储固定状态是：
A. 内部状态
B. 外部状态
C. 共享状态
D. 私有状态
二、简答题(共5题，每题4分，共20分)
1. 简要解释工厂方法模式的工作原理并提供一个示例。
2. 解释观察者模式的核心思想并提供一个使用观察者模式的实际场景。
3. 解释适配器模式的作用并提供一个适配器模式的使用场景。
4. 解释策略模式的核心思想并提供一个使用策略模式的实际场景。
5. 解释装饰器模式的作用并提供一个装饰器模式的使用场景。
三、编程题(共1题，共40分)
实现一个简单的单例模式要求通过懒汉式实现，确保线程安全。
参考答案:
一、选择题
1. D
2. D
3. D
4. C
5. D
6. B
7. D
8. B
9. D
10. B
二、简答题
1. 工厂方法模式的工作原理是通过定义一个创建对象的接口，但具体的对象的实例化延迟到子类中进行。主要包括抽象工厂、具体工厂、抽象产品和具体产品等角色。示例：工厂接口定义一个创建产品的方法，具体工厂实现该方法并返回具体产品的实例。
2. 观察者模式的核心思想是定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。实际场景：一个新闻发布系统，当新闻消息发布时所有订阅了该新闻的用户都会收到通知。
3. 适配器模式的作用是将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口，从而使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类能够一起工作。使用场景：一个简单的日志系统需要接受一个日志对象作为参数，但现有的代码中使用的是一个字符串，通过适配器将字符串转换成日志对象。
4. 策略模式的核心思想是定义一系列算法，将每个算法都封装起来并使它们可以互相替换，策略模式使得算法可以独立于使用它的客户端而变化。实际场景：一个支付系统，根据不同的支付方式，实现不同的支付策略，客户端可以根据需要选择不同的支付策略。
5. 装饰器模式的作用是动态地为对象添加新的功能，同时又不改变其原有的结构。使用场景：一个图形编辑器，可以对图形进行绘制、填充、变换等操作，通过装饰器模式可以动态地添加额外的功能，如增加边框、增加阴影等。
三、编程题
```
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
java设计模式总结
Java设计模式
设计模式是一套被广泛应用于软件开发的经验它提供了一种可靠的解决方案，用于处理软件设计中的常见问题。Java作为一种广泛使用的面向对象编程语言，有许多经典的设计模式可以应用于Java开发中。本文将对常见的Java设计模式进行总结和介绍。
1. 创建型模式：
创建型模式关注对象的创建过程并提供一种实例化对象的最佳方法。
- 单例模式：保证一个类只有一个实例并提供一个全局访问点。
- 工厂模式：通过工厂类创建对象，不是通过构造函数直接创建对象。
- 抽象工厂模式：提供一个创建相关或依赖对象的接口，无需指定具体类。
- 建造者模式：将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，以便相同的构建过程可以创建不同的表示。
2. 结构型模式：
结构型模式关注类和对象的组合，以形成更大的结构。
- 适配器模式：将一个类的接口转换成客户端所期望的另一种接口。
- 桥接模式：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立地变化。
- 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。
- 装饰器模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责，不需要修改原始类。
- 外观模式：提供一个统一的接口，用于访问子系统的一群接口。
- 享元模式：共享对象以支持大量细粒度的对象，以提高性能和减少内存消耗。
3. 行为型模式：
行为型模式关注对象之间的通信和职责分配。
- 模板方法模式：定义一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中实现。
- 策略模式：定义一系列算法，将它们封装起来并使它们可以相互替换。
- 观察者模式：定义对象之间的一对多依赖关系，以便当一个对象状态发生改变时其所依赖的对象会自动被通知并更新。
- 命令模式：将一个请求封装为一个对象，从而使您可以用不同的请求对客户进行参数化。
- 状态模式：允许对象在内部状态发生改变时改变其行为。
- 责任链模式：将请求的发送者和接收者解耦，使多个对象都有机会处理请求。
- 解释器模式：提供一个解释器来解释语言中的语句。