设计模式：GoF 在判题平台的实战

这一课你将能做到

1. 说出 23 个 GoF 模式的三大分类（创建型、结构型、行为型），并举出每类在判题平台的代表实现
2. 用工厂、策略、观察者、模板方法、责任链五个高频模式改造判题平台核心流程
3. 判断"这里该不该上模式"，避免过度设计

为什么要学

设计模式是前人踩坑后总结的"可复用解决方案"。判题平台里，提交校验、多语言判题、结果通知、限流熔断，每一步都对应一个经典模式。学会模式不是背类图，而是看到问题时能立刻反应："这是策略模式该上的地方。"

先建立图像

创建型          结构型           行为型
─────────      ─────────       ─────────
工厂           适配器           策略
建造者         装饰器           观察者
原型           代理             模板方法
单例           门面             责任链
                              命令

跟着做

步骤 1：工厂模式——创建不同语言的判题器

public interface JudgeEngine {
    JudgeResult judge(Submission submission);
}

@Component
public class JudgeEngineFactory {
    private final Map<String, JudgeEngine> engines;

    public JudgeEngineFactory(List<JudgeEngine> engineList) {
        this.engines = engineList.stream()
            .collect(Collectors.toMap(JudgeEngine::language, Function.identity()));
    }

    public JudgeEngine create(String language) {
        JudgeEngine engine = engines.get(language.toLowerCase());
        if (engine == null) throw new IllegalArgumentException("不支持的语言: " + language);
        return engine;
    }
}

工厂隐藏了"到底 new 哪个实现"的细节，调用方只说"我要 Java 判题器"。

步骤 2：策略模式——多种限流算法

public interface RateLimitStrategy {
    boolean tryAcquire(String key);
}

@Component
public class TokenBucketStrategy implements RateLimitStrategy {
    public boolean tryAcquire(String key) { /* 令牌桶实现 */ }
}

@Component
public class SlidingWindowStrategy implements RateLimitStrategy {
    public boolean tryAcquire(String key) { /* 滑动窗口实现 */ }
}

@Service
public class SubmitRateLimiter {
    private final RateLimitStrategy strategy;
    public SubmitRateLimiter(@Qualifier("tokenBucket") RateLimitStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }
    public boolean allow(long userId) {
        return strategy.tryAcquire("submit:" + userId);
    }
}

限流算法可插拔，改配置就换实现，业务代码不动。

步骤 3：观察者模式——判题结果通知

public interface JudgeResultListener {
    void onJudgeFinished(Submission submission);
}

@Component
public class WebSocketNotifyListener implements JudgeResultListener {
    public void onJudgeFinished(Submission s) { /* 推送 WebSocket */ }
}

@Component
public class PracticeRecordListener implements JudgeResultListener {
    public void onJudgeFinished(Submission s) { /* 更新 cf_practice_record */ }
}

@Service
public class JudgeEventPublisher {
    private final List<JudgeResultListener> listeners;
    public JudgeEventPublisher(List<JudgeResultListener> listeners) {
        this.listeners = listeners;
    }
    public void publish(Submission submission) {
        listeners.forEach(l -> l.onJudgeFinished(submission));
    }
}