关于Java观察者模式的面试题及其答案

Java中有23种设计模式，主要分为三类：创建型模式、结构型模式和行为型模式‌。

创建型模式

创建型模式关注于对象的创建，提供了更灵活的对象创建方式。主要包括以下几种：

‌单例模式‌：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‌：包括简单工厂、工厂方法模式和抽象工厂模式。
‌建造者模式‌：通过多个简单的对象逐步构建成一个复杂的对象。
‌原型模式‌：通过复制现有的实例来创建新对象。
‌抽象工厂模式‌：创建相关或相互依赖的对象家族，而不需要明确指定具体类。

结构型模式

结构型模式涉及对象/类之间的关系，主要包括以下几种：

‌适配器模式‌：将一个类的接口转换成客户端希望的另一个接口。
‌装饰器模式‌：动态地给一个对象添加一些额外的职责。
‌代理模式‌：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
‌外观模式‌：提供一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口。
‌桥接模式‌：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化。
‌组合模式‌：将对象组合成树形结构以表示部分-整体层次结构。
‌享元模式‌：通过共享已经创建的对象来减少内存使用和提高效率。

行为型模式

行为型模式涉及对象/类的行为、状态、流程，主要包括以下几种：

‌策略模式‌：定义一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以相互替换。
‌模板方法模式‌：定义一个操作中的算法的骨架，将算法的一些步骤延迟到子类中。
‌观察者模式‌：定义对象间的一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。
‌迭代子模式‌：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又无需暴露该对象的内部表示。
‌责任链模式‌：将请求发送到多个对象中的一个，这些对象共享响应职责。
‌命令模式‌：将一个请求或者操作封装到一个对象中。
‌备忘录模式‌：在不破坏封装的前提下，捕获和恢复对象的状态。
‌状态模式‌：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。
‌访问者模式‌：在不修改集合元素的前提下，为集合中的每个元素操作提供一个访问接口。
‌中介者模式‌：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。
‌解释器模式‌：提供一个简单的语法分析机制，用于解释和执行字符串表达式。

---

1. 什么是观察者模式？

   • 答案：观察者模式是一种行为设计模式，它定义了对象之间的一对多依赖关系。当一个对象的状态发生改变时，它的所有依赖者（观察者）都会收到通知并自动更新。简单来说，就像你订阅了一个新闻推送，每当有新新闻发布时，你会收到通知。

2. 为什么需要观察者模式？

   • 答案：观察者模式可以让对象间的耦合度降低，使得代码更灵活、更易于维护。例如，在天气预报应用中，当天气数据更新时，所有的显示设备（如手机、电脑等）都可以即时显示最新的天气信息，而不需要每个设备都去检查天气数据是否更新。

3. 观察者模式有哪些角色？

   • 答案：观察者模式主要有三个角色：主题（Subject）、观察者（Observer）和具体实现类。主题负责维护观察者的列表并在状态改变时通知它们；观察者是接收通知的对象；具体实现类则是主题和观察者的具体实现。

4. 如何实现一个简单的观察者模式？

   • 答案：可以通过定义主题接口和观察者接口来实现。主题接口包含添加、删除和通知观察者的方法；观察者接口包含更新方法。具体实现类分别实现这些接口，并在主题状态改变时调用通知方法。

5. 什么时候使用观察者模式？

   • 答案：当一个对象的状态变化需要通知多个其他对象时，可以使用观察者模式。例如，股票价格变动通知多个投资者、社交媒体上的新动态通知给所有关注者等。

6. 观察者模式的优点是什么？

   • 答案：观察者模式的优点包括松耦合、动态交互和多种订阅方式。它减少了对象之间的依赖，使得系统更容易扩展和维护。

7. 观察者模式的缺点是什么？

   • 答案：观察者模式的缺点包括通知机制开销大、观察者管理复杂以及可能的循环依赖问题。如果一个被观察者对象有很多的直接和间接的观察者，通知所有观察者可能会花费很多时间。

8. 如何在Java中使用内置的观察者模式？

   • 答案：Java内置了java.util.Observable和java.util.Observer类来支持观察者模式。你可以创建一个继承自Observable的主题类和一个实现Observer接口的观察者类，然后通过调用addObserver和removeObserver方法来管理观察者。

9. 观察者模式与发布-订阅模式有什么区别？

   • 答案：观察者模式和发布-订阅模式非常相似，但它们有不同的侧重点。观察者模式强调的是对象间的依赖关系和状态更新，而发布-订阅模式则更侧重于消息的传递和处理。可以说发布-订阅模式是观察者模式的一种具体实现形式。

10. 你在实际开发中使用过观察者模式吗？

    • 答案：在实际开发中，我使用过观察者模式来实现事件监听器。例如，在一个在线购物系统中，当用户下单成功时，系统会触发一系列事件，如发送邮件通知、更新库存等。通过观察者模式，我们可以方便地管理和扩展这些事件处理程序。