设计模式 面试题

设计模式是软件开发中用于解决常见问题的可复用解决方案。它们是经过验证的最佳实践，可以提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。以下是一些常见的设计模式及其基础概念、优势、类型、应用场景以及可能遇到的问题和解决方法。

基础概念

设计模式分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为型模式。

1. 创建型模式：关注对象的创建过程，将对象的创建与使用分离。
2. 结构型模式：关注类和对象的组合，通过组合和继承来构建更复杂的结构。
3. 行为型模式：关注对象之间的交互和责任分配。

常见设计模式

创建型模式

• 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。
• 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。
• 工厂模式（Factory）：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。
• 工厂模式（Factory）：定义一个创建对象的接口，但由子类决定实例化哪一个类。

结构型模式

• 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。
• 适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口。

行为型模式

• 观察者模式（Observer）：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。
• 观察者模式（Observer）：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知并自动更新。

优势

• 提高代码复用性：通过模式可以重用已有的解决方案。
• 增强可维护性：模式使代码结构更清晰，便于理解和维护。
• 提升可扩展性：模式提供了一种灵活的方式来扩展功能而不影响现有代码。

应用场景

• 单例模式：适用于需要全局唯一实例的场景，如日志记录器、配置管理器。
• 工厂模式：适用于创建对象的过程复杂或需要灵活性时。
• 适配器模式：适用于需要兼容旧接口或第三方库的场景。
• 观察者模式：适用于需要一对多通信机制的场景，如实时通知系统。

可能遇到的问题和解决方法

• 过度使用设计模式：可能导致代码复杂度增加。解决方法是根据实际需求合理选择和使用模式。
• 模式实现不当：可能导致性能问题或逻辑错误。解决方法是仔细理解模式的意图和适用场景，并进行充分的测试。

通过理解和正确应用设计模式，可以显著提升软件开发的效率和质量。