【java面试题】设计模式（如单例模式、工厂模式、观察者模式等

用户1750537

发布于 2025-08-29 14:36:54

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设计模式是一种在软件设计中经常出现的解决问题的方案，它们提供了一种结构化的方法来处理常见的设计问题。下面我会简要介绍一些常见的设计模式，并提供一个案例分析和相关的源码示例。

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。单例模式在需要共享资源的场景下非常有用，例如日志记录器、数据库连接池等等。

案例分析：一个日志记录器的实现。只需要一个全局的日志记录器来记录系统日志。

源码示例：

public class Logger {
   private static Logger instance;
   
   private Logger() {
       // 私有构造函数，防止外部实例化
   }
   
   public static synchronized Logger getInstance() {
       if (instance == null) {
           instance = new Logger();
       }
       return instance;
   }
   
   public void log(String message) {
       // 实现日志记录逻辑
   }
}

工厂模式（Factory Pattern）：将对象的实例化过程封装在一个工厂类中，通过工厂类来创建对象的实例。工厂模式可以根据不同的条件来创建不同的对象实例。

案例分析：一个电脑组装工厂，根据客户的需求创建不同配置的电脑。

源码示例：

public interface Computer {
    void assemble();
}

public class GamingComputer implements Computer {
    @Override
    public void assemble() {
        System.out.println("Assembling gaming computer.");
    }
}

public class OfficeComputer implements Computer {
    @Override
    public void assemble() {
        System.out.println("Assembling office computer.");
    }
}

public class ComputerFactory {
    public static Computer createComputer(String type) {
        if (type.equalsIgnoreCase("gaming")) {
            return new GamingComputer();
        } else if (type.equalsIgnoreCase("office")) {
            return new OfficeComputer();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid computer type.");
        }
    }
}

观察者模式（Observer Pattern）：定义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。观察者模式可以在对象之间建立一种松耦合的关系。

案例分析：一个气象站监测天气，并将天气数据通知给多个观察者。

源码示例：

public interface Observer {
    void update(int temperature, int humidity);
}

public class WeatherStation {
    private int temperature;
    private int humidity;
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    
    public void addObserver(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }
    
    public void removeObserver(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity);
        }
    }
    
    public void setWeatherData(int temperature, int humidity) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        notifyObservers();
    }
}

public class Display implements Observer {
    @Override
    public void update(int temperature, int humidity) {
        System.out.println("Current temperature: " + temperature);
        System.out.println("Current humidity: " + humidity);
    }
}

public class WeatherApp {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherStation weatherStation = new WeatherStation();
        weatherStation.addObserver(new Display());
        
        weatherStation.setWeatherData(25, 60);
    }
}

以上是对几种常见的设计模式的简要介绍和示例代码分析。设计模式是软件工程中非常重要的概念，它们可以提高代码的可重用性、可维护性和可扩展性。

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2025-08-28，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

单例模式