面试题：Kotlin中设计模式的混合使用及场景分析

1. 单例模式

作用：在电商购物车系统中，购物车本身通常是一个全局唯一的对象，整个应用程序应该只有一个购物车实例。使用单例模式可以确保这一点，使得不同模块都能访问到同一个购物车实例，避免了创建多个购物车实例导致数据不一致的问题。
优势：节省系统资源，因为只创建一个实例。同时，便于管理购物车状态，不同部分的代码可以直接获取这个唯一实例进行操作。
实现示例：

object ShoppingCart {
    private val items = mutableListOf<Product>()

    fun addProduct(product: Product) {
        items.add(product)
    }

    fun removeProduct(product: Product) {
        items.remove(product)
    }

    fun calculateTotal(): Double {
        return items.sumOf { it.price }
    }
}

2. 观察者模式

作用：当购物车中的商品发生变化（添加或删除商品）时，需要通知相关的模块，比如更新购物车总价显示、库存管理模块等。观察者模式可以实现这种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象，当主题对象状态发生变化时，自动通知所有观察者对象。
优势：解耦了主题（购物车）和观察者（如总价显示模块、库存管理模块），使得它们可以独立变化。购物车不需要知道具体有哪些模块依赖它的状态变化，只需要在状态改变时通知观察者即可。这样系统的扩展性更好，新增或移除观察者都不会影响购物车的核心逻辑。
实现示例：

interface CartObserver {
    fun update()
}

class TotalPriceObserver : CartObserver {
    override fun update() {
        println("Total price updated: ${ShoppingCart.calculateTotal()}")
    }
}

class InventoryObserver : CartObserver {
    override fun update() {
        println("Inventory needs to be updated based on cart changes")
    }
}

class ShoppingCartSubject {
    private val observers = mutableListOf<CartObserver>()

    fun attach(observer: CartObserver) {
        observers.add(observer)
    }

    fun detach(observer: CartObserver) {
        observers.remove(observer)
    }

    fun notifyObservers() {
        observers.forEach { it.update() }
    }

    fun addProduct(product: Product) {
        ShoppingCart.addProduct(product)
        notifyObservers()
    }

    fun removeProduct(product: Product) {
        ShoppingCart.removeProduct(product)
        notifyObservers()
    }
}

3. 策略模式

作用：在结算功能中，可能存在多种结算策略，比如普通结算、会员折扣结算、促销活动结算等。策略模式可以将这些不同的结算算法封装成独立的策略类，使得结算方式可以在运行时动态切换。
优势：提高了代码的可维护性和可扩展性。如果需要新增一种结算策略，只需要创建一个新的策略类实现相应的接口，而不需要修改现有代码。同时，也使得结算功能的代码更加清晰，不同的结算逻辑被分离到不同的策略类中。
实现示例：

interface CheckoutStrategy {
    fun checkout(cart: ShoppingCart): Double
}

class NormalCheckoutStrategy : CheckoutStrategy {
    override fun checkout(cart: ShoppingCart): Double {
        return cart.calculateTotal()
    }
}

class MemberDiscountCheckoutStrategy : CheckoutStrategy {
    override fun checkout(cart: ShoppingCart): Double {
        val total = cart.calculateTotal()
        return total * 0.9 // 10% discount for members
    }
}

class ShoppingCart {
    // existing code...

    fun checkout(strategy: CheckoutStrategy): Double {
        return strategy.checkout(this)
    }
}

系统整合与使用示例

fun main() {
    val cartSubject = ShoppingCartSubject()
    val totalPriceObserver = TotalPriceObserver()
    val inventoryObserver = InventoryObserver()
    cartSubject.attach(totalPriceObserver)
    cartSubject.attach(inventoryObserver)

    val product1 = Product("Product 1", 10.0)
    cartSubject.addProduct(product1)

    val normalStrategy = NormalCheckoutStrategy()
    val memberStrategy = MemberDiscountCheckoutStrategy()

    val normalTotal = ShoppingCart.checkout(normalStrategy)
    val memberTotal = ShoppingCart.checkout(memberStrategy)

    println("Normal checkout total: $normalTotal")
    println("Member checkout total: $memberTotal")
}

data class Product(val name: String, val price: Double)

通过结合这三种设计模式，电商购物车系统在代码结构、可维护性、可扩展性等方面都得到了显著提升。

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面试题：Kotlin中设计模式的混合使用及场景分析

知识考点

面试题答案

1. 单例模式

2. 观察者模式

3. 策略模式

系统整合与使用示例