享元模式C++实现（flyweight）

梦里梦外; 2021-11-11 05:58 260阅读 0赞

## 简介 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 动机 ###

假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。  
商家客户都类似，要求也就是信息发布、产品展示、博客留言、论坛等功能。  
各个客户要求差别不大，但客户数量多。  
内部状态和外部状态

在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分，可以成为是享元对象的内部状态。  
随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态。  
享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据，如果能发现这些实例除了几个参数外基本都是相同的，有时就能大幅度减少需要实例化的类的数量。  
如果能把那些参数移到类实例外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

### 适用性 ###

当以下情况成立时使用享元模式：  
一个应用程序使用大量的对象，并且完全是由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。  
对象的大多数状态都可变为外部状态，并且如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。  
应用程序不依赖于对象表示。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，表示测试将返回真值。

### 结构 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 参与者 ###

Flyweight  
描述一个接口，通过这个接口Flyweight可以接受并作用于外部状态。  
ConcreteFlyweight  
实现Flyweight接口，并为内部状态增加空间。ConcreteFlyweight对象必须是可共享的。它所存储状态必须是内部的；即，它必须独立于ConcreteFlyweight的场景。  
UnsharedConcreteFlyweight  
并非所有的Flyweight子类都需要被共享。 Flyweight接口使共享成为可能，但它并不强制共享。  
FlyweightFactory  
创建并管理flyweight对象。  
确保合理地共享flyweight。当用户请求一个flyweight时，Flyweight对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。  
Client  
维持一个对flyweight的引用。  
计算或存储一个（多个）flyweight的外部状态。  
协作

Flyweight执行时所需状态必定是内部的或外部的。内部状态存储于ConcreteFlyweight对象之中；而外部对象则由Client对象存储或计算。当用户调用flyweight对象的操作时，将该状态传递给它。  
用户不直接对ConcreteFlyweight类进行实例化，而只能从FlyweightFactory对象得到ConcreteFlyweight对象，这可以保证对它们适当地进行共享。

## 实例 ##

假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。商家客户要求的功能包括信息发布、产品展示、博客留言等功能。

共有a-j 10个客户，其中a-c客户需要信息发布，d-f需要产品展示，g-j客户需要博客功能。

利用享元模式模拟该公司建立网站，输出如下：

客户a: 信息发布

客户b：信息发布

。。。

网站分类总数为：3

UML  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 代码 ###

在本次实验中：客户的号码就是外部状态，应该由专门的对象来处理，在这里简化为char类型的id。

另外注意没有UnsharedConcreteFlyweight类

Website类即Flyweight类

ConcreteWebsite类即ConcreteFlyweight类

#include<iostream>
    #include<map>
    #include<vector>
    using namespace std;
     
    /* 
    假设成立一个外包公司，主要给一些私营业主建网站。商家客户要求的功能包括信息发布、产品展示、博客留言等功能。
    共有a-j 10个客户，其中a-c客户需要信息发布，d-f需要产品展示，g-j客户需要博客功能。
    利用享元模式模拟该公司建立网站，输出如下：
     
    客户a: 信息发布
    客户b：信息发布
    。。。
     
    网站分类总数为：3
     */
     
    class Website{
        
    public:
        virtual void Operation(char extrinsicstate) = 0;
    };
     
    class ConcreteWebsite: public Website {
        
    public:
        ConcreteWebsite(string function){
        
            this->function = function;
        }
        void Operation(char extrinsicstate){
        
            cout<<"客户"<<extrinsicstate<<": "<<function<<endl;
        }
    private:
        string function;
    };
     
    class FlyweightFactory{
        
    private:
        map<string, ConcreteWebsite*> flyweights;
    public:
        FlyweightFactory(){
        
            flyweights.insert(make_pair("信息发布", new ConcreteWebsite("信息发布")));
            flyweights.insert(make_pair("产品展示", new ConcreteWebsite("产品展示")));
            flyweights.insert(make_pair("博客功能", new ConcreteWebsite("博客功能")));
        }
        Website* GetFlyweight(string key){
        
            if(! flyweights.count(key)){
        
                flyweights.insert(make_pair(key, new ConcreteWebsite(key)));
                cout<<"添加状态: "<<key<<"成功"<<endl;
            }
            return (Website*) flyweights[key];
        }
        int getSize(){
        
            return flyweights.size();
        }
    };
     
    int main(){
        
        FlyweightFactory *factory = new FlyweightFactory();
        vector<Website*> pool;
        for(char i = 'a'; i <= 'j'; i++){
        
            Website *f;
            if(i >= 'a' && i <= 'c'){
        
                f = factory->GetFlyweight("信息发布");
                f->Operation(i);
            }else if(i >= 'd' && i <= 'f'){
        
                f = factory->GetFlyweight("产品展示");
                f->Operation(i);
            }else{
        
                f = factory->GetFlyweight("博客功能");
                f->Operation(i);
            }
            pool.push_back(f);
        }
        cout<<"网站分类总数为："<<factory->getSize()<<endl;
        //if(pool[0] == pool[1])cout<<"THEY ARE THE SAME!"<<endl;
        return 0;
    }

### 结果 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 总结 ###

①本次实验掌握了享元模式的原理与方法，在选择flyweight时，要注意选择合适的享元类。

②按照实际情况分情况讨论具体的Flyweight类。

③不管建几个网站，只要是‘产品展示’，都是一样的，只要是‘博客’，也是完全相同的，但这样是有问题的，给企业建的网站不是一家企业，它们的数据不会相同，所以至少它们都应该有不同的账号（id值）。实际上这样写没有体现对象间的不同，只体现了它们共享的部分。

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