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设计模式面试题（14道含答案）

news 2025/11/15 6:52:37

1. 什么是设计模式？为什么要使用设计模式？

答：
设计模式是软件开发中针对常见问题的可复用解决方案，是对优秀代码设计经验的总结。它不是具体的代码，而是一种思想或模板。

使用目的：

提高代码的可重用性、可读性和可维护性
降低模块间的耦合度
增强系统的扩展性与灵活性
帮助开发者快速理解大型框架（如 Spring、MyBatis）的设计思想

2. 设计模式分为哪几类？各有哪些典型模式？

答：
设计模式共23种，分为三类：

创建型（5种）：单例、工厂方法、抽象工厂、建造者、原型
结构型（7种）：适配器、装饰器、代理、外观、桥接、组合、享元
行为型（11种）：策略、模板方法、观察者、责任链、命令、状态、访问者、中介者、备忘录、迭代器、解释器

3. 请手写一个线程安全且支持延迟加载的单例模式。

答：（推荐静态内部类方式）

public class Singleton {private Singleton() {}private static class Holder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return Holder.INSTANCE;}
}

✅ 优点：线程安全、延迟加载、简洁高效、利用 JVM 类加载机制保证唯一性。

4. 单例模式如何防止反射攻击？

答：
在构造方法中添加校验标志：

public class Singleton {private static boolean initialized = false;private Singleton() {synchronized (Singleton.class) {if (initialized) {throw new RuntimeException("单例已被实例化，禁止反射创建！");}initialized = true;}}// ... 其他实现（如静态内部类）
}

⚠️ 注意：枚举单例天然防反射，是最安全的方式。

5. 工厂模式有哪几种？它们的区别是什么？

答：

类型	特点	缺点
简单工厂	一个工厂类通过参数创建不同产品	违反开闭原则，新增产品需修改工厂
工厂方法	每个产品对应一个工厂子类	类数量增多，但符合开闭原则
抽象工厂	创建产品族（多个相关产品）	难以支持新产品的增加（需修改接口）

✅ Spring 的 BeanFactory 是简单工厂 + 反射的典型应用。

6. JDK 动态代理和 CGLIB 代理有什么区别？

答：

对比项	JDK 动态代理	CGLIB 代理
实现方式	基于接口，使用 `Proxy` 类	基于继承，生成目标类的子类
是否需要接口	必须有接口	不需要接口
能否代理 final 类/方法	可以（只要实现接口）	❌ 不能代理 `final` 类或方法
性能	较快（JDK 优化好）	略慢（需生成字节码）
依赖	JDK 自带	需引入 `cglib` 或 `spring-core`

✅ Spring AOP 默认：有接口 → JDK 代理；无接口 → CGLIB。

7. 什么场景下使用建造者模式？它和工厂模式有何区别？

答：
适用场景：

对象构造参数多（≥4）
参数中有可选字段
对象内部属性存在依赖或约束

与工厂模式区别：

工厂模式：关注“创建什么对象”（产品种类）
建造者模式：关注“如何一步步构建复杂对象”（构建过程）

🌰 例子：StringBuilder、OkHttpClient.Builder、订单创建（含地址、商品、优惠券等）

8. 模板方法模式的核心思想是什么？请举例说明。

答：
核心思想：在父类中定义算法骨架（固定流程），将可变步骤延迟到子类实现。

例子：

Servlet 中的 service() 调用 doGet() / doPost()
JUnit 测试生命周期：setUp() → testXxx() → tearDown()
数据库操作模板：连接 → 执行 SQL → 处理结果 → 关闭连接

abstract class DataProcessor {public final void process() { // 模板方法（final 防止被覆盖）connect();processData(); // 子类实现disconnect();}abstract void processData();
}

9. 策略模式解决了什么问题？如何避免大量 if-else？

答：
解决的问题：将一组可互换的算法封装起来，使它们可以相互替换，消除复杂的条件判断。

实现方式：

定义策略接口
每种算法实现一个策略类
上下文（Context）持有策略并调用

// 支付策略
interface PaymentStrategy { void pay(double amount); }
class WechatPay implements PaymentStrategy { ... }
class Alipay implements PaymentStrategy { ... }// 使用
PaymentContext ctx = new PaymentContext(new WechatPay());
ctx.execute(100);

✅ 避免了 if(type == "wechat") ... else if(type == "alipay") ...

10. 观察者模式的应用场景有哪些？推模式和拉模式有何区别？

答：
应用场景：

GUI 事件监听（按钮点击）
消息订阅系统（MQ、EventBus）
Spring 事件机制（ApplicationEvent）
配置中心动态刷新

推 vs 拉：

推模式：主题主动将完整数据推送给观察者（耦合高，效率高）
拉模式：只通知“有变化”，观察者主动拉取所需数据（解耦好，灵活）

11. 外观模式（门面模式）的作用是什么？请举例。

答：
作用：为复杂的子系统提供一个统一、简化的高层接口，隐藏内部细节。

例子： 用户注册成功后需：

发短信（AliSmsService）
发邮件（EmailService）
推送微信消息（WechatService）

使用外观模式封装为：

public class NotificationFacade {public void sendWelcomeMessage(String user) {sms.send(user);email.send(user);wechat.push(user);}
}

客户端只需调用 sendWelcomeMessage()，无需关心内部调用逻辑。

12. 原型模式中的深拷贝和浅拷贝有什么区别？如何实现深拷贝？

答：

类型	行为	风险
浅拷贝	基本类型复制值，引用类型复制地址	修改副本会影响原对象
深拷贝	所有对象（包括引用）都新开内存复制	完全独立，互不影响

实现深拷贝方式：

重写 clone() 并递归克隆引用对象（如 list.clone()）
使用序列化/反序列化（推荐，适用于复杂对象）

// 序列化实现深拷贝
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(obj);ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return (User) ois.readObject();