赶紧收藏！2024 年最常见 20道设计模式面试题（九）

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十七、迭代器模式如何提供对集合对象的迭代访问？

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为型设计模式，它允许我们对一个聚合对象中的元素进行迭代访问，而不需要暴露其内部的表示。迭代器模式定义了一种方法来顺序访问聚合对象中的元素，同时保持对象的封装性。

迭代器模式的定义：

迭代器模式提供了一种通过统一接口来遍历不同集合结构的方法。它允许用户使用统一的接口来遍历各种类型的集合对象，而不需要了解这些对象的具体实现细节。

迭代器模式的组成：

1. 迭代器（Iterator）：定义了迭代操作的接口，通常包含hasNext()（检查是否有更多元素可以迭代）、next()（返回下一个元素）和remove()（可选，从迭代器中移除当前元素）等方法。
2. 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口，定义迭代算法的具体实现。
3. 聚合（Aggregate）：定义了创建迭代器的方法，通常是一个createIterator()方法。
4. 具体聚合（Concrete Aggregate）：实现聚合接口，存储集合对象的数据，并提供一个方法来创建一个具体迭代器的实例。

迭代器模式如何提供对集合对象的迭代访问：

1. 封装性：迭代器模式隐藏了集合对象的内部结构，用户不需要了解集合的内部实现，只需要通过迭代器接口来访问集合中的元素。

2. 统一接口：迭代器模式提供了一个统一的接口来遍历不同的集合对象，这使得用户可以以相同的方式处理不同类型的集合。

3. 迭代算法与集合分离：迭代器模式将迭代算法封装在迭代器对象中，与集合对象分离。这意味着可以在不修改集合对象的情况下，添加新的迭代器实现。

4. 多态性：具体迭代器类实现了迭代器接口，允许在运行时根据具体的集合类型来选择适当的迭代器。

5. 支持多重迭代：迭代器模式允许同时存在多个迭代器对象，每个迭代器可以独立地遍历集合，互不影响。

6. 安全性：迭代器模式提供了一种安全的方式来遍历集合，即使在迭代过程中集合的内容发生变化，迭代器也能够正确处理。

使用场景：

• 当需要为多个不同类型的集合对象提供统一的访问方式时。
• 当需要提供一种方法来访问集合对象，同时不暴露其内部的表示时。
• 当需要在迭代过程中访问集合元素的前一个和后一个元素时。

示例：

假设我们有一个图书管理系统，图书以不同的方式存储，例如列表、栈或队列。我们希望提供一个统一的方式来遍历这些图书集合。

1. 迭代器接口：BookIterator，包含hasNext()和next()方法。
2. 具体迭代器：ListBookIterator、StackBookIterator和QueueBookIterator，分别实现了BookIterator接口，提供针对不同集合类型的迭代实现。
3. 聚合接口：BookCollection，包含createIterator()方法。
4. 具体聚合：BookList、BookStack和BookQueue，实现了BookCollection接口，存储图书数据，并提供创建相应迭代器的方法。

客户端代码可以这样使用迭代器模式：

BookCollection books = new BookList(); // 或者 BookStack, BookQueue
BookIterator iterator = books.createIterator();
while (iterator.hasNext()) {Book book = iterator.next();// 处理图书
}

通过这种方式，迭代器模式提供了一种灵活、安全且统一的方式来访问不同类型的集合对象。

十八、请描述中介者模式如何解决对象间的多对多通信问题。

中介者模式（Mediator Pattern）是一种行为型设计模式，旨在减少对象间的相互依赖，通过引入一个中介者对象来封装一系列对象之间的交互。这种模式特别适用于解决系统中对象间的多对多通信问题。

中介者模式的定义：

中介者模式定义了一个中介者对象，用以封装一系列对象之间的交互。中介者使各对象不需要显示地相互引用，从而使其耦合度降低，并且可以独立地改变它们之间的交互。

中介者模式的组成：

1. 中介者（Mediator）：定义了同事对象之间交互的接口，通过这个接口，同事对象可以进行通信。
2. 具体中介者（Concrete Mediator）：实现了中介者接口，协调各个同事对象之间的交互。
3. 同事对象（Colleague）：定义了相互之间可以交互的接口，每个同事对象都依赖于中介者对象，但同事对象之间不直接通信。

中介者模式如何解决对象间的多对多通信问题：

1. 集中管理交互：中介者模式将对象间的交互逻辑集中到中介者对象中，而不是分散在各个同事对象中。这样，当交互逻辑变化时，只需要修改中介者对象，而不需要修改所有同事对象。

2. 降低耦合度：通过中介者对象，同事对象之间的耦合度降低。每个同事对象只需要知道中介者对象，而不需要了解其他同事对象的存在。

3. 简化对象通信：中介者模式提供了一个统一的通信接口，使得同事对象之间的通信更加简单和直接。

4. 支持对象独立变化：由于同事对象之间的交互被中介者封装，因此可以在不影响其他对象的情况下，独立地改变或扩展某个同事对象。

5. 提高系统的可维护性：当系统中的对象交互变得复杂时，中介者模式可以提高系统的可维护性，因为交互逻辑被集中在一个地方，更容易理解和修改。

6. 支持新同事的添加：添加新的同事对象通常只需要实现同事接口，并注册到中介者对象中，而不需要修改其他同事对象或中介者对象。

使用场景：

• 当系统中对象之间的交互非常频繁，形成了网状结构，导致系统难以理解和维护时。
• 当想要减少对象之间的依赖，提高系统的模块化时。
• 当系统中的对象需要相互协作，但希望将这些协作逻辑集中管理时。

示例：

假设有一个聊天室系统，用户（同事对象）之间可以相互发送消息。如果不使用中介者模式，每个用户对象都需要知道其他所有用户对象的存在，并且直接发送消息给它们。使用中介者模式，我们可以这样做：

1. 中介者接口：ChatroomMediator，定义了发送消息的方法。
2. 具体中介者：Chatroom，实现了ChatroomMediator接口，管理用户之间的消息发送。
3. 同事对象：User，每个用户对象只需要知道Chatroom对象，通过Chatroom发送消息给其他用户。

使用中介者模式，聊天室系统的结构将变得更加清晰，用户之间的通信也更加简单和直接。当需要添加新用户或改变通信逻辑时，只需要修改Chatroom对象，而不需要修改每个用户对象。

通过这种方式，中介者模式有效地解决了对象间的多对多通信问题，提高了系统的可维护性和可扩展性。

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