【设计模式】享元模式(Flyweight)

比眉伴天荒 2023-02-17 15:53 22阅读 0赞

## 概述 ##

*  享元模式是以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象。
 *  享元对象能做到共享的关键是区分内部状态和外部状态。内部状态是存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变。因此内部状态可以共享。

## 享元模式结构图 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzQ2MDIyNA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 示意性代码 ##

namespace 享元模式
    { 
        abstract class Flyweight
        { 
            public abstract void Operation(int extrinsicstate);
        }
    
        class ConcreteFlyweight:Flyweight
        { 
            public override void Operation(int extrinsicstate)
            { 
                Console.WriteLine("具体Flyweight:" + extrinsicstate);
            }
        }
    
        class UnsharedConcreteFlyweight:Flyweight
        { 
            public override void Operation(int extrinsicstate)
            { 
                Console.WriteLine("不共享的具体Flyweight:" + extrinsicstate);
            }
        }
    
        class FlyweightFactory
        { 
            private Hashtable flyweights = new Hashtable();
    
            public FlyweightFactory()
            { 
                flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());
                flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());
                flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());
            }
    
            public Flyweight GetFlyweight(string key)
            { 
                return (Flyweight)flyweights[key];
            }
        }
        class Program
        { 
            static void Main(string[] args)
            { 
                int extrinsicstate = 22;
    
                FlyweightFactory f = new FlyweightFactory();
    
                Flyweight fx = f.GetFlyweight("X");
                fx.Operation(--extrinsicstate);
    
                Flyweight fy = f.GetFlyweight("Y");
                fx.Operation(--extrinsicstate);
    
                Flyweight fz = f.GetFlyweight("Z");
                fx.Operation(--extrinsicstate);
    
                UnsharedConcreteFlyweight uf = new UnsharedConcreteFlyweight();
    
                uf.Operation(--extrinsicstate);
    
                Console.Read();
            }
        }
    }

## 享元模式重点 ##

共享内部状态，加载外部状态  
变与不变

*  享元模式设计的重点就在分离变与不变。把一个对象的状态分成内部状态的外部状态，内部状态是不变的，外部状态是可变的。然后通过共享不变的部分，达到减少对象数量并节约内存的目的。
 *  分离变与不变是软件设计上最基本的方式之一，比如预留接口：一个常见的原因就是这里存在变化，可能在今后需要扩展或者是改变已有的实现，因此预留接口作为“可插入性的保证”。

## 享元模式使用情况 ##

*  一个系统有大量的对象。
 *  这些对象耗费大量的内存
 *  这些对象的状态中的大部分都可以外部消化。
 *  这些对象可以按照内部状态分成很多的组，当把外部对象从对象中剔除时，每一个组都可以仅用一个对象代替。

使用享元模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的表，而这需要耗费资源。因此，应当在有足够多的享元实例可供共享时才值得使用享元模式。

## 优点 ##

大幅度地降低内存中对象的数量，节省内存空间

## 缺点 ##

*  享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。
 *  享元模式将向原对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长。

## 本质 ##

分离与共享

## 实例 ##

ps:仅代表个人思路  
【问题】  
使用享元模式实现五子棋  
【代码】

public class Location { 
    	
    	private int x,y;
    	private String color;
    
    	public Location(int x, int y,String color) { 
    		super();
    		this.x = x;
    		this.y = y;
    		this.color=color;
    	}
    
    	public Location() { }
    
    	public int getX() { 
    		return x;
    	}
    
    	public void setX(int x) { 
    		this.x = x;
    	}
    
    	public int getY() { 
    		return y;
    	}
    
    	public void setY(int y) { 
    		this.y = y;
    	}
    	
    	public String getColor() { 
    		return color;
    	}
    
    	public void setColor(String color) { 
    		this.color = color;
    	}
    	
    }

public abstract class Chessman { 
    	
    	private Location l;
    	
    	public Chessman(Location l) { 
    		super();
    		this.l = l;
    	}
    	
    	public Location getL() { 
    		return l;
    	}
    
    	public void setL(Location l) { 
    		this.l = l;
    	}
    
    	abstract public void put();
    
    }

public class WhiteChessman extends Chessman { 
    	
    	public WhiteChessman(Location l) { 
    		super(l);
    		// TODO Auto-generated constructor stub
    	}
    
    	@Override
    	public void put() { 
    		System.out.println("在（"+super.getL().getX()+","+super.getL().getY()+"）的位置放一个白子。");
    	}
    
    }

public class BlackChessman extends Chessman { 
    
    	public BlackChessman(Location l) { 
    		super(l);
    		// TODO Auto-generated constructor stub
    	}
    
    	@Override
    	public void put() { 
    		System.out.println("在（"+super.getL().getX()+","+super.getL().getY()+"）的位置放一个黑子。");
    	}
    
    }

public class ChessFactory { 
    	
    	private List<Chessman> l=new ArrayList<Chessman>();
    	
    	public Chessman getChessman(Location t) { 
    		Chessman c=null;
    		if(t.getColor().equals("black"))
    			c=new BlackChessman(t);
    		else
    			c=new WhiteChessman(t);
    		int f=0;
    		if(!l.isEmpty()) { 
    			for(Chessman i:l) { 
    				if(i.getL().equals(t)) { 
    					f=1;
    				}
    			}
    			if(f==0)
    				l.add(c);
    		}else { 
    			l.add(c);
    		}
    		return c;
    	}
    
    	public List<Chessman> getL() { 
    		return l;
    	}
    
    	public int getNum() { 
    		return l.size();
    	}
    
    }

public class Client { 
    
    	public static void main(String[] args) { 
    		ChessFactory cf=new ChessFactory();
    		
    		Location l1=new Location(1,2,"black"); 
    		Chessman c1=cf.getChessman(l1);
    		c1.put();
    		
    		Location l2=new Location(1,2,"white"); 
    		Chessman c2=cf.getChessman(l2);
    		c2.put();
    
    	}
    
    }

【UML】  
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