赶紧收藏！2024 年最常见 20道设计模式面试题（二）

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三、解释抽象工厂模式，并给出一个实际应用的例子。

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，用于创建一系列相关或依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。这种模式通常用于当需要生成一组对象时，这些对象具有共同的抽象特性，但是具体实现可能因情况而异。

抽象工厂模式的特点：

抽象化：定义了一个创建对象的接口，允许通过子类来生成具体对象。
封装性：客户端不需要知道具体的类是如何实现的，只需要知道它们遵循相同的接口。
灵活性：可以独立于具体类的变化而变化，易于扩展新的产品族。
解耦：将类的实例化延迟到子类中进行。

抽象工厂模式的结构：

抽象工厂（Abstract Factory）：声明了一组创建对象的方法，每个方法对应一种产品。
具体工厂（Concrete Factory）：实现抽象工厂的接口，生成一组具体产品。
抽象产品（Abstract Product）：定义了产品的接口。
具体产品（Concrete Product）：实现了抽象产品的接口，由具体工厂创建。

抽象工厂模式的实现步骤：

定义抽象产品类和接口。
定义具体产品类，实现抽象产品接口。
定义抽象工厂类，提供创建抽象产品的接口。
定义具体工厂类，实现抽象工厂的接口，生成具体产品。

抽象工厂模式的示例（Java语言）：

// 抽象产品A
interface ProductA {void doSomething();
}// 具体产品A1
class ConcreteProductA1 implements ProductA {public void doSomething() {System.out.println("具体产品A1的doSomething方法");}
}// 抽象产品B
interface ProductB {void doSomething();
}// 具体产品B1
class ConcreteProductB1 implements ProductB {public void doSomething() {System.out.println("具体产品B1的doSomething方法");}
}// 抽象工厂
interface Factory {ProductA createProductA();ProductB createProductB();
}// 具体工厂1
class ConcreteFactory1 implements Factory {public ProductA createProductA() {return new ConcreteProductA1();}public ProductB createProductB() {return new ConcreteProductB1();}
}

使用场景：

抽象工厂模式的一个实际应用例子是GUI工具包。假设你正在开发一个应用程序，需要支持多种不同的GUI工具包，例如Windows风格和Mac风格。每种风格都有自己的按钮、文本框等控件。

// GUI组件的抽象产品
interface Button {void paint();
}interface TextBox {void paint();
}// Windows风格的具体产品
class WindowsButton implements Button {public void paint() {System.out.println("绘制Windows风格的按钮");}
}class WindowsTextBox implements TextBox {public void paint() {System.out.println("绘制Windows风格的文本框");}
}// Mac风格的具体产品
class MacButton implements Button {public void paint() {System.out.println("绘制Mac风格的按钮");}
}class MacTextBox implements TextBox {public void paint() {System.out.println("绘制Mac风格的文本框");}
}// 抽象工厂
interface GUIFactory {Button createButton();TextBox createTextBox();
}// Windows风格的具体工厂
class WindowsFactory implements GUIFactory {public Button createButton() {return new WindowsButton();}public TextBox createTextBox() {return new WindowsTextBox();}
}// Mac风格的具体工厂
class MacFactory implements GUIFactory {public Button createButton() {return new MacButton();}public TextBox createTextBox() {return new MacTextBox();}
}

在这个例子中，GUIFactory是一个抽象工厂，用于创建GUI组件。WindowsFactory和MacFactory是具体工厂，分别生成Windows和Mac风格的GUI组件。应用程序可以根据用户的选择或系统环境来使用不同的工厂，从而生成相应风格的GUI组件。这样，应用程序的GUI就可以很容易地适应不同的操作系统风格，而不需要修改大量的代码。

四、建造者模式是如何解决复杂对象构建问题的？

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，用于解决复杂对象的构建问题。它允许通过逐步构建一个复杂对象来分离对象的构建过程和表示，使得同一个构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的特点：

分离构建与表示：将对象的构建过程从其表示中分离出来，使得相同的构建过程可以创建不同的表示。
灵活性：可以控制复杂对象的构建过程，允许逐步构建对象，并且可以在构建过程中修改构建步骤。
可扩展性：当需要添加新的产品属性或构造方法时，不需要修改现有的构建类，只需要添加新的建造者类即可。
减少复杂性：避免了使用大量的可选参数，这些参数可能会使构造函数变得复杂且难以管理。

建造者模式的结构：

产品（Product）：需要构建的复杂对象。
建造者（Builder）：创建产品的接口，定义了一系列的设置方法，用于设置产品的不同部分。
具体建造者（Concrete Builder）：实现建造者接口，具体实现构建产品的方法。
指挥者（Director）：负责使用建造者来构建产品的过程，它不依赖于具体建造者的具体实现。

建造者模式的实现步骤：

定义产品类，包含多个属性和构造这些属性的方法。
定义建造者接口，包含设置产品属性的方法和一个返回产品实例的方法。
实现具体建造者类，实现建造者接口，并构建最终的产品实例。
定义指挥者类，包含一个方法，接受一个建造者对象，并使用它来构建产品。

建造者模式的示例（Java语言）：

// 产品类
class Product {private String part1;private String part2;public void setPart1(String part1) {this.part1 = part1;}public void setPart2(String part2) {this.part2 = part2;}@Overridepublic String toString() {return "Product{" +"part1='" + part1 + '\'' +", part2='" + part2 + '\'' +'}';}
}// 建造者接口
interface Builder {void setPart1(String part1);void setPart2(String part2);Product build();
}// 具体建造者
class ConcreteBuilder implements Builder {private Product product = new Product();public void setPart1(String part1) {product.setPart1(part1);}public void setPart2(String part2) {product.setPart2(part2);}public Product build() {return product;}
}// 指挥者
class Director {public Product construct(Builder builder) {builder.setPart1("Part1");builder.setPart2("Part2");return builder.build();}
}