2026年java设计模式期末考试试题

2026年java设计模式期末考试试题考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在Java设计模式中，以下哪种模式主要用于解决对象之间如何通信的问题？A.单例模式B.观察者模式.C工厂模式D.策略模式2.以下哪个类是Java中用于实现单例模式的经典实现方式？A.AbstractFactoryB.SingletonC.CommandD.Iterator3.在策略模式中，以下哪个概念描述了算法的具体实现？A.ContextB.StrategyC.ConcreteStrategyD.TemplateMethod4.以下哪种设计模式属于创建型模式，用于封装对象的创建过程？A.AdapterB.FacadeC.BuilderD.Proxy5.在装饰器模式中，以下哪个类通常负责添加额外的职责？A.ComponentB.ConcreteDecoratorC.DecoratorD.Facade6.以下哪种设计模式属于行为型模式，用于描述对象之间的责任分配？A.SingletonB.ObserverC.FactoryMethodD.Command7.在代理模式中，以下哪个类通常作为真实对象的代理？A.SubjectB.ProxyC.RealSubjectD.ProxySubject8.以下哪种设计模式属于结构型模式，用于组合多个对象形成更大的结构？A.TemplateMethodB.CompositeC.IteratorD.Facade9.在命令模式中，以下哪个接口通常封装了请求的操作？A.CommandB.ReceiverC.InvokerD.Client10.以下哪种设计模式属于行为型模式，用于实现对象之间的解耦？A.AdapterB.MediatorC.SingletonD.Facade二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在单例模式中，确保一个类只有一个实例的常用方法是使用______关键字。2.观察者模式中，被观察的对象称为______，观察者称为______。3.策略模式的核心思想是将算法封装成不同的类，并通过______来选择使用哪个算法。4.工厂模式中，用于创建对象的类称为______，客户端无需知道具体创建对象的细节。5.装饰器模式通过动态地添加职责来扩展对象的功能，它通常继承自______接口。6.代理模式分为静态代理和动态代理，静态代理在编译时就已经确定代理对象。7.责任链模式中，每个处理者都封装了处理请求的______和下一个处理者的引用。8.状态模式中，对象的状态变化会导致其行为的变化，状态通常由______类表示。9.中介模式通过一个中介对象来封装一系列的对象交互，从而减少对象之间的耦合。10.模板方法模式中，抽象类定义了算法的骨架，具体子类负责实现其中的______步骤。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.单例模式可以用在多线程环境中，但需要加锁保证线程安全。（√）2.观察者模式中，被观察者可以直接调用观察者的方法。（×）3.策略模式适用于算法经常变化的情况。（√）4.工厂方法模式中，客户端必须知道具体产品的类。（×）5.装饰器模式可以替代继承来实现功能的扩展。（√）6.代理模式中的静态代理和动态代理都可以实现延迟加载。（√）7.责任链模式中，请求可以经过多个处理者，也可以不被处理。（√）8.状态模式中，状态转换是固定的，不能自定义。（×）9.中介模式适用于对象之间交互关系复杂的情况。（√）10.模板方法模式中，抽象类不能有子类。（×）四、简答题（总共4题，每题4分，总分16分）1.简述单例模式的适用场景和优缺点。2.解释观察者模式的核心思想及其应用场景。3.描述工厂模式和工厂方法模式的区别。4.说明装饰器模式和适配器模式的区别。五、应用题（总共4题，每题6分，总分24分）1.设计一个简单的单例模式，实现一个数据库连接池类，要求在多线程环境下安全创建实例。2.使用观察者模式实现一个天气应用，包括天气对象和多个天气观察者（如手机应用、网站等）。3.设计一个工厂方法模式，用于创建不同类型的形状对象（如圆形、矩形），并实现一个工厂类。4.使用装饰器模式扩展一个文本编辑器的基本功能，增加加粗、斜体等装饰功能。【标准答案及解析】一、单选题1.B解析：观察者模式用于实现对象之间的一对多依赖关系，当被观察对象状态变化时，所有观察者都会收到通知。2.B解析：Singleton类通过私有构造方法和静态实例确保全局只有一个实例。3.C解析：ConcreteStrategy是策略模式的具体实现类，封装了具体的算法。4.C解析：Builder模式用于构建复杂对象，封装了对象的创建过程。5.B解析：ConcreteDecorator是装饰器模式的具体装饰类，负责添加额外职责。6.B解析：Observer模式描述了对象之间的一对多依赖关系，实现广播通信。7.B解析：Proxy类作为真实对象的代理，控制对真实对象的访问。8.B解析：Composite模式将对象组合成树形结构，实现部分-整体层次结构。9.A解析：Command接口封装了请求的操作，使请求可以像对象一样传递。10.B解析：Mediator模式通过中介对象来协调对象之间的交互，减少耦合。二、填空题1.private解析：单例模式通常使用private关键字防止外部直接创建实例。2.Subject,Observer解析：Subject是被观察者，Observer是观察者。3.Context解析：Context是策略模式的上下文类，用于选择和使用策略。4.Factory解析：Factory是工厂模式的创建对象类，客户端无需知道具体创建细节。5.Component解析：装饰器模式继承自Component接口，以支持动态扩展。6.是解析：静态代理在编译时确定代理对象，动态代理在运行时生成。7.handleRequest解析：责任链模式中，每个处理者都有handleRequest方法处理请求。8.State解析：状态模式中，状态通常由State类表示，封装对象的状态和行为。9.是解析：中介模式通过中介对象封装交互，减少对象之间的直接依赖。10.空白解析：模板方法模式中，抽象类定义算法骨架，具体子类实现空白步骤。三、判断题1.√解析：单例模式在多线程环境下需要加锁，如使用双重检查锁定。2.×解析：观察者模式中，被观察者通过事件通知观察者，而不是直接调用方法。3.√解析：策略模式适用于算法变化频繁，可以通过替换策略来改变行为。4.×解析：工厂方法模式中，客户端只需知道产品接口，无需知道具体类。5.√解析：装饰器模式通过组合实现功能扩展，替代了继承的静态扩展。6.√解析：静态代理在编译时确定，动态代理在运行时生成，都可实现延迟加载。7.√解析：责任链模式中，请求可以经过多个处理者，也可以不被处理。8.×解析：状态模式中，状态转换可以自定义，如通过事件触发。9.√解析：中介模式适用于对象交互复杂，通过中介协调减少耦合。10.×解析：模板方法模式中，抽象类可以有子类，子类可以重写部分方法。四、简答题1.单例模式的适用场景和优缺点：适用场景：需要全局只有一个实例的场景，如数据库连接池、日志记录器。优点：确保全局唯一访问点，减少资源消耗。缺点：不适用于多线程环境，可能导致代码耦合。2.观察者模式的核心思想及其应用场景：核心思想：实现对象之间的一对多依赖关系，当被观察者状态变化时，所有观察者都会收到通知。应用场景：如天气应用、消息队列、GUI事件处理。3.工厂模式和工厂方法模式的区别：工厂模式：一个工厂类负责创建所有产品，客户端只知道工厂，不知道具体产品类。工厂方法模式：每个产品类有自己的工厂方法，客户端知道产品接口，不知道具体工厂。4.装饰器模式和适配器模式的区别：装饰器模式：动态扩展对象功能，继承自Component接口。适配器模式：将一个类的接口转换成客户端期望的接口，用于兼容性。五、应用题1.单例模式实现数据库连接池：```javapublicclassDBConnectionPool{privatestaticDBConnectionPoolinstance;privateList<Connection>connections;privateDBConnectionPool(){connections=newArrayList<>();//初始化连接池}publicstaticsynchronizedDBConnectionPoolgetInstance(){if(instance==null){instance=newDBConnectionPool();}returninstance;}publicConnectiongetConnection(){//返回可用连接returnconnections.remove(0);}publicvoidreleaseConnection(Connectionconn){connections.add(conn);}}```2.观察者模式实现天气应用：```javainterfaceWeatherObserver{voidupdate(Stringweather);}classMobileAppimplementsWeatherObserver{@Overridepublicvoidupdate(Stringweather){System.out.println("MobileApp:Weatherchangedto"+weather);}}classWebsiteimplementsWeatherObserver{@Overridepublicvoidupdate(Stringweather){System.out.println("Website:Weatherchangedto"+weather);}}classWeatherStation{privateStringweather;privateList<WeatherObserver>observers=newArrayList<>();publicvoidregister(WeatherObserverobserver){observers.add(observer);}publicvoidunregister(WeatherObserverobserver){observers.remove(observer);}publicvoidsetWeather(Stringweather){this.weather=weather;notifyObservers();}privatevoidnotifyObservers(){for(WeatherObserverobserver:observers){observer.update(weather);}}}```3.工厂方法模式实现形状创建：```javainterfaceShape{voiddraw();}classCircleimplementsShape{@Overridepublicvoiddraw(){System.out.println("DrawingCircle");}}classRectangleimplementsShape{@Overridepublicvoiddraw(){System.out.println("DrawingRectangle");}}abstractclassShapeFactory{abstractShapecreateShape();}classCircleFactoryextendsShapeFactory{@OverrideShapecreateShape(){returnnewCircle();}}classRectangleFactoryextendsShapeFactory{@OverrideShapecreateShape(){returnnewRectangle();}}```4.装饰器模式扩展文本编辑器功能：```javainterfaceTextEditor{voidwrite(Stringtext);}classBaseTextEditorimplementsTextEditor{@Overridepublicvoidwrite(Stringtext){System.out.println("Writing:"+text);}}abstractclassTextEditorDecoratorimplementsTextEditor{protectedTextEditordecoratedEditor;publicTextEditorDec