题目创建型-综合案例案例名称：智能家居设备控制平台的设备创建模块
背景场景：
在一个智能家居平台中，用户可以通过手机 App 添加多种设备，比如：
智能灯（SmartLight）
智能空调（SmartAirConditioner）
智能音箱（SmartSpeaker）
不同设备厂商（如小米、华为、飞利浦）提供各自设备的实现和初始化方式。平台必须根据用户选择的“设备类型”和“厂商”创建对应的设备对象，并确保：
创建过程灵活扩展，不修改已有代码（工厂方法/抽象工厂）
有些核心类只能有一个实例（单例）
某些设备初始化非常复杂，如音箱可能包含语音识别模块、Wi-Fi 模块、音效设置等（建造者模式）
某些设备创建后要批量复制相似对象，如多个房间部署相同灯具配置（原型模式）
涉及的创建型模式
模式名
在此场景中的用途
单例模式
控制平台的“设备中心管理器”只能有一个实例
工厂方法
为每种设备类型定义一个工厂
抽象工厂
根据厂商批量创建不同类型的设备
建造者模式
构建复杂的设备（如智能音箱）
原型模式
快速复制已有设备配置用于部署
案例要求与功 ...
题目Java设计模式练习题：抽象工厂模式 - 操作系统UI控件库一、案例背景在跨平台应用开发中，不同操作系统（如Windows、Mac）下的用户界面控件（如按钮、文本框）表现形式不同。为了实现程序对平台的解耦，我们使用抽象工厂模式，构建一套统一的控件创建接口，并在每个平台上实现各自的控件外观和行为。
二、任务说明1. 请使用抽象工厂模式完成以下功能：
· 定义两个抽象产品接口：Button 和 TextField，声明 render() 方法。
· 创建两个具体产品族：WindowsButton + WindowsTextField，MacButton + MacTextField。
· 定义抽象工厂接口 GUIFactory，声明创建按钮和文本框的方法。
· 实现两个具体工厂类：WindowsFactory 和 MacFactory，用于创建各自的控件对象。
· 客户端通过传入工厂对象，创建平台相关的控件并调用 render() 方法。
三、结构图（文字表示）[Button] ← 抽象按钮接口[TextField] ← 抽象文本框接口 ↑ ↑[Wi ...
题目Java设计模式练习题：工厂方法模式 —— 图片读取器工厂设计一、背景设定在多媒体软件开发中，不同类型的图片格式（如 .gif、.jpg、.png）需要使用各自专属的读取器来解析和处理。为了解耦图片类型与具体读取器之间的关系，我们希望使用工厂方法模式进行设计，从而实现：
新增图片格式时，只需添加新的读取器类及其对应的工厂类；
避免在客户端代码中使用大量 if-else 或 switch 语句判断图片类型；
实现“开放-封闭原则”：对扩展开放，对修改封闭。
二、任务说明请设计一个程序来读取不同格式的图片，使用工厂方法设计模式，完成以下功能：
1. 1. 抽象产品类 ImageReader
· 定义图片读取器的统一接口，声明方法 void read()，用于读取图片内容。
2. 2. 具体产品类
· - GifReader：实现 read() 方法，输出：读取GIF图片。
· - JpgReader：实现 read() 方法，输出：读取JPG图片。
3. 3. 抽象工厂类 ImageReaderFactory
· 定义工厂接口，声明方法 ImageReader crea ...
题目Java设计模式练习题：建造者模式 - 电脑组装工厂一、案例背景在现实中，电脑由多个部件组成，如CPU、内存、硬盘、主机、显示器等。用户只需告知需要哪种类型的电脑（如笔记本、台式机、服务器），电脑组装工厂将按照预设配置自动完成电脑部件的组装，返回一个完整可用的电脑对象。
我们希望使用建造者模式来设计这个电脑组装系统：
客户端只需指定电脑类型（例如：Laptop、Desktop、Server）；
构造过程由工厂统一调度；
不同类型的电脑由不同的构建器（Builder）实现组装逻辑；
电脑最终由 Director 统一创建并返回给客户端。
二、任务说明1. 请使用建造者设计模式完成以下功能：
· 定义产品类 Computer，包含部件：CPU、内存、硬盘、主机、显示器，提供属性设置与信息展示方法。
· 定义抽象建造者 ComputerBuilder，声明构建各个部件的方法及获取完整电脑的方法。
· 实现具体建造者：LaptopBuilder、DesktopBuilder、ServerBuilder，完成相应部件的构建逻辑。
· 定义指挥者 Director，统一调度 ...
题目Java设计模式练习题：原型模式 - 周报克隆系统一、案例背景在一些企业中，员工需要每周提交工作周报，内容通常包括本周完成的任务、问题记录、附件等。通常每周的周报结构大致相同，员工只需要在上一周周报基础上稍作修改即可。为了避免每次都从头填写，企业希望实现一个“克隆周报”的系统，使员工可以复制上一份周报进行编辑。
该系统需要支持以下功能：
创建一份原始周报；
使用克隆方法复制周报对象；
修改副本中的部分内容，不影响原始周报；
附件对象也应被一并复制。
二、任务说明1. 请使用原型设计模式完成如下功能：
· 定义周报类 WeeklyLog，包含字段：name、date、content 和附件 attachment（类型为 Attachment）。
· 实现深克隆功能，使克隆周报对象后，其附件对象与原始周报互不影响。
· 实现原型接口 Cloneable 或通过 Serializable + IO 实现深克隆。
· 编写测试类 Client，克隆一份周报并比较原对象与副本是否为不同对象，附件是否独立。
三、结构图（文字表示）[WeeklyLog] ← 周报类，实现深克 ...
题目考试情景题：英雄卡牌技能系统设计背景介绍你正在参与一款名为《符文传说：命运回响》的回合制策略卡牌游戏的开发。作为核心玩法，每张英雄卡牌都拥有独特的技能，这些技能不仅效果各异，有些还会根据游戏状态或玩家选择而改变表现，甚至支持技能的组合和撤销。你的任务是为这个复杂的英雄技能系统进行设计，确保其灵活性、可扩展性和可维护性。
问题描述请你为《符文传说：命运回响》的英雄技能系统设计一个解决方案，要求在以下情境中灵活运用所有行为型设计模式，并简要说明每种模式的应用点：
技能执行的多样性：
游戏中有多种类型的技能（例如：造成伤害、治疗、施加增益/减益效果、召唤随从等）。
同一种类型的技能（如“造成伤害”）可能有不同的计算方式（例如：固定伤害、基于攻击力百分比、基于特定属性）。
要求： 如何封装和管理这些多样化的技能执行逻辑，并允许在运行时灵活切换具体的伤害计算方式？
技能施放流程的统一与定制：
所有技能的施放都遵循一个大致的流程：消耗能量 -> 播放动画 -> 执行效果 -> 触发后续事件。
但不同技能在这些固定步骤中的某些子步骤（例如“执行效果”的具体 ...
题目结构型设计模式大作业：多平台多媒体播放器系统一、项目背景为了构建一个可扩展、易维护的多平台多媒体播放器系统，我们需要支持播放不同格式的媒体文件（如 MP3、MP4、AVI），并支持跨平台播放（如 Windows、Linux）。此外，为了提升用户体验，该播放器还应支持播放过程中的附加功能（如字幕、倍速、音效增强），同时具备播放列表的组织能力和访问权限控制。为简化客户端调用过程，应对系统暴露一个统一的操作接口。
二、任务目标本练习题旨在训练你将多种结构型设计模式融合运用，构建复杂系统的能力。你需要使用以下六种结构型设计模式：桥接模式、装饰器模式、组合模式、适配器模式、代理模式和外观模式。
三、开发任务分解任务1：实现桥接模式结构目标：解耦媒体类型（MP3、MP4）与播放平台（Windows、Linux）。
要求：
定义接口 Platform，包含方法 decode(String filename)。
创建类 WindowsPlatform 和 LinuxPlatform 实现 Platform 接口。
定义抽象媒体类（可选）或直接定义类 MP3 与 MP4，实现接口 Media。 ...
设计模式笔记：单例模式 (Singleton Pattern)一、一句话概括确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。
二、为什么需要它 (Why - The Pain Point)在软件系统中，某些类我们希望它们在整个程序的生命周期中只存在一个实例。例如：
配置管理器：读取应用的配置信息，多份配置实例可能导致数据不一致。
日志记录器：所有日志都应写入同一个日志文件或流。
数据库连接池：管理数据库连接，通常只需要一个池来协调所有连接。
线程池：统一管理工作线程。
痛点：如果允许客户端随意通过 new 关键字创建这些类的实例，会带来几个问题：
资源浪费：创建多个实例会占用不必要的内存和系统资源（比如多个数据库连接池会建立过多的物理连接）。
状态不一致：多个实例可能持有不同的状态，导致应用行为混乱、不可预测。
缺乏统一入口：客户端需要自己管理这些对象的生命周期，无法保证全局使用的都是同一个实例。
核心问题：如何从机制上强制一个类只能被实例化一次，并为整个系统提供一个方便、统一的访问方式？
三、它是什么 (What - The Solution)单例模式通过控制类的 ...
设计模式笔记：模板方法模式 (Template Method Pattern)一、一句话概括在一个方法中定义一个算法的骨架，而将一些具体的步骤延迟到子类中去实现。这使得子类可以在不改变算法整体结构的情况下，重新定义算法中的某些特定步骤。
二、为什么需要它 (Why - The Pain Point)想象一下，你正在开发一个泡制饮料的程序。你需要支持泡咖啡（Coffee）和泡茶（Tea）。我们来分析一下它们的制作流程：
泡咖啡（prepareCoffee()）:
把水烧开 (boilWater())
用沸水冲泡咖啡 (brewCoffeeGrinds())
把咖啡倒进杯子 (pourInCup())
加糖和牛奶 (addSugarAndMilk())
泡茶（prepareTea()）:
把水烧开 (boilWater())
用沸水浸泡茶叶 (steepTeaBag())
把茶倒进杯子 (pourInCup())
加柠檬 (addLemon())
痛点：代码重复和流程僵化
如果你为 Coffee 和 Tea 分别编写代码，你会发现：
代码重复：步骤1（烧水）和步骤3（倒进杯子）是 ...
设计模式笔记：状态模式 (State Pattern)一、一句话概括允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，这个对象看起来就像是改变了它的类。
二、为什么需要它 (Why - The Pain Point)想象一下，你正在为一个糖果售卖机编写控制程序。一个售卖机有多种状态：没投币（NoCoinState）、有投币（HasCoinState）、糖果售罄（SoldOutState）、售出糖果（SoldState）。
对于用户的每个动作（insertCoin(), turnCrank()），售卖机的响应完全取决于它当前处于哪个状态。
糟糕的设计（使用条件判断）：
12345678910111213141516171819202122232425public class GumballMachine { final static int SOLD_OUT = 0; final static int NO_COIN = 1; final static int HAS_COIN = 2; final static int SOLD = 3; int st ...
