赶紧收藏!2024 年最常见 20道设计模式面试题(四)

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七、结构型模式:请解释适配器模式和装饰器模式的区别。

适配器模式(Adapter Pattern)和装饰器模式(Decorator Pattern)都是结构型设计模式,它们用于处理对象间的接口不兼容问题,但它们的目的、结构和应用场景有所不同。以下是两种模式的主要区别:

目的:

  • 适配器模式:主要目的是提供一个接口,使得原本不兼容的类能够协同工作。它通常用于将一个类的接口转换成客户端期望的另一个接口。
  • 装饰器模式:主要目的是动态地给一个对象添加额外的职责,而不需要修改原始对象的代码。它通常用于在不改变对象自身的基础上,通过添加装饰类来扩展对象的功能。

结构:

  • 适配器模式

    • 有一个目标接口,定义客户端使用的特定领域相关的接口。
    • 有一个适配者,一个已经存在的类,需要适配。
    • 有一个适配器,它通过在内部包装一个适配者对象,把源接口转换成目标接口。
  • 装饰器模式

    • 有一个抽象组件,定义了可以动态添加的职责。
    • 有一个具体组件,定义了抽象组件的具体实现。
    • 有一个抽象装饰者,持有一个组件接口,并定义了装饰接口。
    • 有多个具体装饰者,实现抽象装饰者,添加额外的职责,并委托给组件对象。

应用场景:

  • 适配器模式

    • 当需要使用一个已有的类,但这个类的接口不符合当前系统的接口规范。
    • 当想要建立一个可复用的类库,该库在不同的应用中以不同的接口形式出现。
  • 装饰器模式

    • 当需要动态地给对象添加职责,同时又希望不修改原有对象的代码。
    • 当需要通过一种动态、可扩展的方式来扩展对象的功能。

使用方式:

  • 适配器模式:通常创建一个适配器类,它内部包含一个适配者对象的引用,通过适配器类的方法将调用转发到适配者对象,并进行必要的转换。
  • 装饰器模式:创建一个装饰者类,它包含一个组件对象的引用,装饰者类实现了与组件相同的接口,并在调用组件方法前后添加额外的功能。

举例:

  • 适配器模式:例如,一个第三方库提供了一个MediaPlayer接口,你有一个OldMediaPlayer类,它有一个playMedia方法。你可以创建一个适配器MediaAdapter,它实现了MediaPlayer接口,内部包含一个OldMediaPlayer对象,并在play方法中调用playMedia方法。
  • 装饰器模式:例如,你有一个Coffee类,它有一个cost方法。你想要添加一些额外的调料,如MilkSugar。你可以创建MilkDecoratorSugarDecorator类,它们都实现了Coffee接口,并在调用cost方法时添加额外的费用。

总结来说,适配器模式主要用于接口转换,而装饰器模式主要用于对象功能的动态扩展。两者都是通过组合而非继承来实现功能的复用和扩展。

八、代理模式:请举例说明何时使用远程代理模式。

远程代理模式(Remote Proxy Pattern)是代理模式的一种变体,主要用于客户端不直接与远程对象交互,而是通过远程代理与远程对象进行通信。远程代理隐藏了对象位于不同地址空间的事实,使得客户端与远程对象的交互就像与本地对象交互一样。

何时使用远程代理模式:

  1. 对象位于不同的地址空间:当对象位于远程服务器或不同的主机上时,远程代理可以作为远程对象的本地代表。

  2. 网络通信:在需要通过网络与远程对象通信的场景中,远程代理可以处理网络请求和响应,简化客户端的通信过程。

  3. 懒加载远程对象:当远程对象的初始化成本较高或需要特定条件才能创建时,远程代理可以在真正需要对象时才进行加载。

  4. 访问控制:远程代理可以添加访问控制逻辑,确保只有授权的客户端才能访问远程对象。

  5. 对象的生命周期管理:远程代理可以管理远程对象的生命周期,例如,当客户端不再使用对象时,代理可以负责释放资源。

  6. 网络容错:远程代理可以在网络出现问题时提供容错机制,例如重试、断线重连等。

举例说明:

假设我们有一个在线文档编辑服务,用户可以通过Web应用程序编辑文档。文档服务运行在远程服务器上,客户端是用户的Web浏览器。

  • 场景:用户希望编辑存储在远程服务器上的文档。

  • 问题:直接与远程服务器交互可能会涉及到复杂的网络编程,并且需要处理网络延迟和断线重连等问题。

  • 解决方案:使用远程代理模式。

    • 远程对象:文档编辑服务,提供文档的读取、编辑和保存功能。
    • 远程代理:在用户的Web应用程序中实现,作为文档服务的本地代表。它处理所有与文档服务的通信,包括请求文档数据、发送编辑指令等。
    • 客户端:用户的Web浏览器,通过远程代理与文档服务交互,而不需要直接处理网络通信的细节。

示例代码(伪代码):

// 远程对象接口
interface DocumentService {void openDocument(String documentId);void editDocument(String content);void saveDocument();
}// 远程对象实现
class RemoteDocumentService implements DocumentService {// 实现文档服务的具体逻辑
}// 远程代理
class RemoteDocumentServiceProxy implements DocumentService {private RemoteDocumentService remoteService;public RemoteDocumentServiceProxy() {// 延迟初始化远程服务this.remoteService = null;}private void initializeRemoteService() {if (this.remoteService == null) {// 连接远程服务器并初始化远程服务this.remoteService = new RemoteDocumentService();}}@Overridepublic void openDocument(String documentId) {initializeRemoteService();remoteService.openDocument(documentId);}@Overridepublic void editDocument(String content) {initializeRemoteService();remoteService.editDocument(content);}@Overridepublic void saveDocument() {initializeRemoteService();remoteService.saveDocument();}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {DocumentService documentService = new RemoteDocumentServiceProxy();documentService.openDocument("doc123");documentService.editDocument("New content");documentService.saveDocument();}
}

在这个例子中,RemoteDocumentService是远程对象,提供文档的编辑服务。RemoteDocumentServiceProxy是远程代理,它在客户端应用程序中实现,用于与远程服务进行通信。客户端代码通过代理与远程文档服务交互,代理负责处理所有与远程服务的通信细节,包括延迟加载远程服务、网络请求等。这样,客户端代码就不需要关心远程服务的具体实现和网络通信的复杂性。

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