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定义
优点
缺点
应用场景
在面向对象程序设计过程中,有时会面临要创建大量相同或相似对象实例的问题。创建那么多的对象将会耗费很多的系统资源,它是系统性能提高的一个瓶颈。例如,围棋和五子棋中的黑白棋子,图像中的坐标点或颜色,局域网中的路由器、交换机和集线器,教室里的桌子和凳子等。这些对象有很多相似的地方,如果能把它们相同的部分提取出来共享,则能节省大量的系统资源。
也就是说在一个系统中如果有多个相同的对象,那么只共享一份就可以了,不必每个都去实例化一个对象。比如说一个文本系统,每个字母定一个对象,那么大小写字母一共就是52个,那么就要定义52个对象。如果有一个1M的文本,那么字母是何其的多,如果每个字母都定义一个对象那么内存早就爆了。那么如果要是每个字母都共享一个对象,那么就大大节约了资源。 在Flyweight模式中,由于要产生各种各样的对象,所以在Flyweight(享元)模式中常出现Factory模式。Flyweight的内部状态是用来共享的,Flyweight factory负责维护一个对象存储池(Flyweight Pool)来存放内部状态的对象。Flyweight模式是一个提高程序效率和性能的模式,会大大加快程序的运行速度。
享元模式是一种结构型设计模式。该模式主要是通过将对象的粒度细分,从而减少创建大量对象所占的内存。定义为:
定义:使用共享对象有效的支持大量细粒度的对象 Flyweight(抽象享元角色)—— 定义对象的内部状态和外部状态及其对应的方法。ConcreteFlyweight(具体享元角色)—— 实现抽象享元角色的方法,在具体的角色中,实现具体方法时需要注意将内部状态与外部状态区分开,不应出现二者同时被修改的方法。unshareConcreteFlyweight(不可共享的享元角色)—— 该角色是不能使用共享技术的对象,一般在讨论线程安全时使用。FlyweightFactory(享元工厂)—— 负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时,享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象,如果存在则提供给客户;如果不存在的话,则创建一个新的享元对象。内部状态,就是各个对象不会随着环境的改变而改变的可共享部分;
外部状态,指对象随环境改变而改变的不可以共享的部分。内部状态和外部状态彼此互不影响,改变其中一个并不会改变另一个的行为。
下面用C++ 代码实现大话设计模式本章代码:
#include <iostream> #include<string> #include<map> using namespace std; //用户类 class User { private: string m_name; public: User(string name) { m_name = name; } std::string GetName() { return m_name; } }; //Flyweight类,此处为抽象网站类 class WebSite { public: virtual ~WebSite() = default; virtual void Use(User user) = 0; }; //ConcreteFlyweight类,此处为具体网站类 class ConcreteWebSite :public WebSite { private: string m_name; public: ConcreteWebSite(std::string name) { m_name = name; } void Use(User user)override { cout << "网站分类:" << m_name << " 用户:" + user.GetName() << endl; } }; //FlyweightFactory类,此处为网站工程类 class WebSiteFactory { private: std::map<std::string, WebSite*> flyweights; public: ~WebSiteFactory() { for (auto it = flyweights.begin(); it != flyweights.end(); ++it) delete it->second; } WebSite* GetWebSiteCategory(string key) { for (auto it = flyweights.begin(); it != flyweights.end(); ++it) { if (it->first == key) return it->second; } WebSite * website = new ConcreteWebSite(key); flyweights.insert(pair<std::string, WebSite*>(key, website)); return website; } int GetWebSiteCount() { return flyweights.size(); } }; int main() { WebSiteFactory f; WebSite* fx = f.GetWebSiteCategory("产品展示"); fx->Use(User("小菜")); WebSite* fy = f.GetWebSiteCategory("产品展示"); fy->Use(User("大鸟")); WebSite* fz = f.GetWebSiteCategory("产品展示"); fz->Use(User("娇娇")); WebSite* fl = f.GetWebSiteCategory("博客"); fl->Use(User("老顽童")); WebSite* fm = f.GetWebSiteCategory("博客"); fm->Use(User("桃谷六仙")); WebSite* fn = f.GetWebSiteCategory("博客"); fn->Use(User("南海鳄神")); cout << "得到网站分类总数:" << f.GetWebSiteCount() << endl; system("pause"); return 0; }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。 享元模式将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间稍微变长。
