整理好了！2024年最常见 20 道设计模式面试题（五）

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九、什么是命令模式？它如何帮助实现解耦？

命令模式（Command Pattern）是一种行为设计模式，它将一个请求或操作封装为一个对象。这种模式的主要目的是将发起请求的对象与执行请求的对象解耦，从而让不同的请求、队列或者日志请求以及操作的撤销等操作能够统一处理。

命令模式的组成部分：

1. 命令接口（Command Interface）：定义了执行命令的方法，所有命令类都必须实现这个接口。
2. 具体命令（Concrete Command）：实现命令接口，对应具体的操作。
3. 调用者（Invoker）：要求命令对象执行请求。
4. 接收者（Receiver）：知道如何实施与执行一个请求相关的操作。
5. 客户端（Client）：创建具体命令对象，并且设置它的接收者。

命令模式如何帮助实现解耦：

1. 请求者与执行者的解耦：命令模式通过将请求封装为对象，使得请求者和执行者之间没有直接的联系。请求者只需要知道命令接口，而不需要了解具体的命令实现。

2. 扩展性：当需要添加新的命令时，只需增加一个新的具体命令类，而不需要修改现有的代码。这符合开闭原则（对扩展开放，对修改封闭）。

3. 参数化方法调用：命令模式允许将方法调用的参数进行参数化，这使得可以在不同的时间、不同的环境中执行相同的请求。

4. 支持撤销操作：通过维护命令的历史记录，可以实现撤销功能。每个命令对象都可以存储足够的状态信息，以便可以恢复到之前的状态。

5. 支持日志记录：命令对象可以很容易地被记录到日志中，因为它们是对象，可以被序列化和存储。

6. 支持事务：如果需要，可以设计命令对象来支持事务性操作，确保操作的原子性。

应用场景：

• 需要对操作进行排队、记录、撤销或重做的场景，如文本编辑器。
• 需要支持事务性操作的场景。
• 需要将操作和调用操作的对象解耦的场景。

示例：

假设有一个简单的文本编辑器，它支持撤销和重做操作。使用命令模式，我们可以定义一个命令接口，比如 EditCommand，然后为每个编辑操作（如插入文本、删除文本）创建具体命令类，如 InsertCommand 和 DeleteCommand。编辑器作为调用者，根据用户的操作来创建相应的命令对象，并执行它们。同时，编辑器可以维护一个命令历史记录，以便实现撤销和重做功能。

通过这种方式，命令模式提供了一种灵活、可扩展的方式来处理请求和操作，同时保持了系统的解耦和模块化。

十、迭代器模式是如何遍历一个集合的元素的？

迭代器模式（Iterator Pattern）是一种行为设计模式，它允许在不暴露其底层表示的情况下，顺序访问一个聚合对象中的各个元素。迭代器模式定义了一种方法来顺序访问一个聚合对象中的所有元素，而不依赖于聚合对象的特定类。

迭代器模式的组成部分：

1. 迭代器接口（Iterator Interface）：定义了迭代器的基本操作，如hasNext()（检查是否有下一个元素）和next()（返回下一个元素）。
2. 具体迭代器（Concrete Iterator）：实现迭代器接口，维护遍历过程中的当前位置。
3. 聚合接口（Aggregate Interface）：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，返回一个与该具体聚合相关的迭代器实例。

迭代器模式如何遍历集合元素：

1. 创建聚合对象：首先，你需要有一个聚合对象，它包含了需要遍历的元素集合。

2. 创建迭代器对象：通过聚合对象的createIterator()方法，创建一个迭代器对象。

3. 使用迭代器遍历：使用迭代器对象的hasNext()方法检查是否还有元素可以遍历，如果返回true，则使用next()方法获取下一个元素。

4. 循环遍历：重复步骤3，直到hasNext()返回false，表示所有元素已经被遍历完毕。

迭代器模式的优点：

• 抽象性：迭代器模式将集合对象的遍历过程抽象化，使得遍历过程与具体的集合类解耦。
• 灵活性：可以为不同的集合对象定义不同的迭代器，实现不同的遍历策略。
• 扩展性：在不修改现有代码的情况下，可以很容易地添加新的迭代器类。
• 安全：迭代器模式可以保护集合的内部结构，防止外部代码直接访问和修改集合的内部状态。

应用场景：

• 当需要为一个聚合对象提供多种遍历方式时。
• 当需要在遍历过程中访问聚合对象的内部状态时。
• 当需要在遍历过程中修改聚合对象时。

示例：

假设有一个书籍集合，我们想要遍历这个集合，打印每本书的标题。使用迭代器模式，我们可以这样实现：

// 聚合接口
interface BookAggregate {
    Iterator createIterator();
}

// 具体聚合
class BookCollection implements BookAggregate {
    private List<Book> books;

    // 创建迭代器
    public Iterator createIterator() {
        return new BookIterator(this);
    }
}

// 迭代器接口
interface Iterator {
    boolean hasNext();
    Book next();
}

// 具体迭代器
class BookIterator implements Iterator {
    private BookCollection collection;
    private int currentIndex = 0;

    public BookIterator(BookCollection collection) {
        this.collection = collection;
    }

    public boolean hasNext() {
        return currentIndex < collection.books.size();
    }

    public Book next() {
        return collection.books.get(currentIndex++);
    }
}

// 客户端代码
BookCollection collection = new BookCollection();
// 填充集合
Iterator iterator = collection.createIterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Book book = iterator.next();
    System.out.println(book.getTitle());
}

通过这种方式，迭代器模式提供了一种统一的方法来遍历不同类型的集合，同时保持了代码的灵活性和扩展性。