在程序员的面试中，设计模式是一个频繁出现的考察点。无论你是初学者，还是已经有多年工作经验的开发者，都不可避免地会遇到关于设计模式的面试题。而在众多的设计模式中，23种经典设计模式（例如单例模式、工厂模式、策略模式等）几乎涵盖了面试中所有的考察方向。如何在面试中应对这些问题，并用最简洁、最清晰的方式回答呢？今天，我们将深入分析这23种设计模式，帮助你在面试中脱颖而出！
1.单例模式（SingletonPattern）
单例模式是面试中最常见的设计模式之一，面试官会经常考察你对单例模式的理解以及如何实现。单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。你应该清楚如何实现单例模式的不同方法，如懒汉式、饿汉式、双重检查锁等。
面试题示例：
如何实现线程安全的单例模式？
饿汉式和懒汉式单例的区别是什么？
2.工厂模式（FactoryPattern）
工厂模式的核心思想是提供一个创建对象的接口，但不暴露对象的具体实现。面试官通过这个问题来考察你是否理解对象创建和扩展性的问题。
面试题示例：
请实现一个简单的工厂模式，创建不同类型的动物（如猫、狗等）实例。
工厂模式与抽象工厂模式有什么不同？
3.策略模式（StrategyPattern）
策略模式允许在运行时选择不同的算法或行为，从而使得系统可以在不同的情况下做出不同的决策。策略模式常用于需要动态改变行为的场景。
面试题示例：
在电商系统中，如何使用策略模式来实现不同的支付方式？
请实现一个简单的排序策略，支持选择不同的排序算法。
4.观察者模式（ObserverPattern）
观察者模式定义了一种一对多的依赖关系，当对象状态发生变化时，所有依赖于它的对象都会自动收到通知。常用于事件处理系统、订阅-发布模式等。
面试题示例：
请实现一个天气预报系统，用户订阅天气变化的通知。
观察者模式的实现方式有哪些，如何避免重复通知？
5.装饰器模式（DecoratorPattern）
装饰器模式通过动态地给对象添加一些额外的功能，而不改变其结构。在面试中，装饰器模式常被用来考察你对类的职责划分和灵活扩展的理解。
面试题示例：
请实现一个基础饮品类，并通过装饰器模式实现对饮品的额外功能扩展。
装饰器模式和继承有什么区别？哪种方式更适合用于功能扩展？
6.代理模式（ProxyPattern）
代理模式为其他对象提供一个代理对象以控制对该对象的访问。代理模式可以分为虚拟代理、远程代理、保护代理等。面试官可能会考察你如何应用代理模式来解决实际问题。
面试题示例：
请实现一个虚拟代理模式，延迟加载大型对象。
代理模式与适配器模式有什么区别？
7.适配器模式（AdapterPattern）
适配器模式用于将一个类的接口转化为客户端希望的另一个接口，使得不兼容的接口可以协同工作。在面试中，适配器模式通常用于考察你如何解决接口不兼容的问题。
面试题示例：
请实现一个USB适配器，使得USB设备可以连接到旧的计算机端口。
适配器模式和桥接模式的区别是什么？
8.责任链模式（ChainofResponsibilityPattern）
责任链模式允许多个对象都有机会处理请求，而无需明确指定哪个对象处理。请求沿着链传递，直到有对象处理为止。常用于日志记录、事件处理等场景。
面试题示例：
请实现一个简单的审批流程，其中包括经理、主管和总经理等多个审批人。
责任链模式适合什么场景？如何避免责任链过长带来的问题？
9.命令模式（CommandPattern）
命令模式将请求封装成一个对象，从而使得你可以将请求的发送者和接收者解耦。命令模式常用于队列、撤销操作等功能的实现。
面试题示例：
请实现一个简单的遥控器类，通过命令模式实现按钮的按下操作。
命令模式在复杂操作中的应用场景有哪些？
10.状态模式（StatePattern）
状态模式允许对象在其内部状态变化时改变其行为。它能够使得对象在不同的状态下执行不同的操作，避免使用大量的条件语句。
面试题示例：
请实现一个电梯控制系统，其中电梯的行为根据其当前状态（如上下、停止等）而变化。
状态模式与策略模式的区别是什么？
11.模板方法模式（TemplateMethodPattern）
模板方法模式在父类中定义一个算法的框架，而将具体的步骤留给子类去实现。模板方法模式常用于一系列相似的操作，但每个操作步骤可能有所不同的情况。
面试题示例：
请实现一个数据处理的模板方法模式，其中包括读取数据、处理数据和保存数据等步骤。
模板方法模式适用于哪些场景？如何避免代码重复？
12.中介者模式（MediatorPattern）
中介者模式通过引入中介对象来减少多个对象之间的依赖，所有的交互都通过中介者对象来完成。它使得系统中的对象解耦，并且简化了对象之间的交互。
面试题示例：
请实现一个聊天系统，其中每个用户通过中介者与其他用户进行消息交流。
中介者模式与观察者模式的区别是什么？
13.迭代器模式（IteratorPattern）
迭代器模式提供了一种方法，顺序访问集合对象中的元素，而不暴露集合对象的内部结构。在面试中，迭代器模式考察的是你对数据访问和集合操作的理解。
面试题示例：
请实现一个自定义的迭代器，遍历一个整数列表。
迭代器模式的优点有哪些？如何实现双向迭代器？
14.备忘录模式（MementoPattern）
备忘录模式用于保存对象的当前状态，以便稍后恢复。它通常用于实现撤销操作、保存游戏进度等功能。
面试题示例：
请实现一个文本编辑器的撤销操作，使用备忘录模式保存编辑历史。
备忘录模式如何与原型模式结合使用？
15.组合模式（CompositePattern）
组合模式允许你将对象组合成树形结构以表示部分-整体层次结构。组合模式使得客户端可以统一处理单个对象和对象集合。
面试题示例：
请实现一个文件管理系统，其中文件和文件夹都可以被视为组件。
组合模式适用于哪些场景？
16.享元模式（FlyweightPattern）
享元模式通过共享对象来减少内存使用量，它主要用于内存密集型应用中。当系统中有大量重复对象时，享元模式可以帮助节省内存。
面试题示例：
请实现一个字符显示系统，通过享元模式共享相同的字符对象。
享元模式的优点和缺点是什么？
17.桥接模式（BridgePattern）
桥接模式通过将抽象部分与实现部分分离，使得它们可以独立变化。桥接模式有助于减少代码重复，并且提高系统的可扩展性。
面试题示例：
请实现一个跨平台的图形库，通过桥接模式实现不同平台的图形渲染。
桥接模式和适配器模式有何相似之处？
18.抽象工厂模式（AbstractFactoryPattern）
抽象工厂模式允许你创建一系列相关或相互依赖的对象，而无需指定具体的类。它通常用于需要创建一组相关对象的场景。
面试题示例：
请实现一个操作系统的主题切换功能，通过抽象工厂模式创建不同风格的界面组件。
抽象工厂模式与工厂方法模式的区别是什么？
19.建造者模式（BuilderPattern）
建造者模式通过分步骤创建复杂对象，并允许你控制对象的构建过程。它特别适用于创建复杂的对象，避免了构造函数的臃肿。
面试题示例：
请实现一个复杂的餐品制作系统，通过建造者模式逐步构建不同种类的餐品。
建造者模式与原型模式的区别是什么？
20.原型模式（PrototypePattern）
原型模式通过复制现有对象来创建新对象，而不是通过实例化一个新的对象。它通常用于对象创建成本较高的情况。
面试题示例：
请实现一个克隆图形对象的功能，使用原型模式来复制不同类型的图形。
原型模式的优势是什么，如何实现深拷贝和浅拷贝？
21.适配器模式（AdapterPattern）
适配器模式的核心是通过一个适配器将不兼容的接口转换为可以兼容的接口。这种模式常用于第三方库的接口适配，或者是老旧系统与新系统的接口转换。
面试题示例：
适配器模式的实际应用场景有哪些？
22.策略模式（StrategyPattern）
策略模式允许你定义一系列的算法，并使它们可以互换使用
23.解释器模式（InterpreterPattern）
解释器模式给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。