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Flyweight模式(又叫享元模式): Flyweight模式运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
在Flyweight模式中,在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分,可以称为是享元对象的内部状态,而随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态了。享元模式可以避免大量非常相类似的开销。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上都是相同的,有时就能够大幅度的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的外面,在方法调用时将他们传递进来,就可以通过共享大幅度的减少单个实例的数目。
如果一个应用程序是用了大量的对象,而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用Flyweight模式;还有就是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,此时可以考虑使用Flyweight模式。
比如在文档编辑器的设计过程中,我们如果为每一字母创建一个对象的话,系统可能会因为大量的对象而造成存储开销的浪费。例如一个字母“a”在文档中出现了100000次,而实际上我们可以让这一万个字母“a”共享一个对象,当然因为在不同的位置可能字母“a”有不同的显示效果(例如字体和大小等设置不同),在这种情况我们可以为将对象的状态分为“外部状态”和“内部状态”,将可以被共享(不会变化)的状态作为内部状态存储在对象中,而外部对象(例如上面提到的字体、大小等)我们可以在适当的时候将外部对象最为参数传递给对象(例如在显示的时候,将字体、大小等信息传递给对象)。
Flyweight模式典型的结构图为:
Flyweight模式中有一个类似Factory模式的对象构造工厂FlyweightFactory,当客户程序员(Client)需要一个对象时候就会向FlyweightFactory发出请求对象的消息GetFlyweight()消息,FlyweightFactory拥有一个管理、存储对象的“仓库”(或者叫对象池,vector实现),GetFlyweight()消息会遍历对象池中的对象,如果已经存在则直接返回给Client,否则创建一个新的对象返回给Client。当然可能也有不想被共享的对象(例如结构图中的UnshareConcreteFlyweight),但不在本模式的讲解范围,故在实现中不给出。
Flyweight模式的实现代码如下://Flyweight.h#ifndef _FLYWEIGHT_H_#define _FLYWEIGHT_H_#includeFlyweight模式的缺点:Flyweight模式可以运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象,但使用Flyweight模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的列表,而这本身需要消耗资源,另外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。因此,应当在有足够多的对象实例可供共享式才值得使用享元模式。using namespace std;class Flyweight{public: virtual ~Flyweight(); virtual void Operation(const string& extrinsicState); string GetIntrinsicState();protected: Flyweight(string intrinsicState);private: string _intrinsicState;};class ConcreteFlyweight : public Flyweight{public: ConcreteFlyweight(string intrinsicState); ~ConcreteFlyweight(); void Operation(const string& extrinsicState);protected:private:};#endif //~_FLYWEIGHT_H_//Flyweight.cpp#include "Flyweight.h"#include using namespace std;Flyweight::Flyweight(string intrinsicState){ this->_intrinsicState = intrinsicState;}Flyweight::~Flyweight(){}void Flyweight::Operation(const string& extrinsicState){}string Flyweight::GetIntrinsicState(){ return this->_intrinsicState;}ConcreteFlyweight::ConcreteFlyweight(string intrinsicState): Flyweight(intrinsicState){ cout<<"ConcreteFlyweight Build....."< < GetIntrinsicState()<<"] 外蕴["< <<"]"< #include using namespace std;class FlyweightFactory{public: FlyweightFactory(); ~FlyweightFactory(); Flyweight* GetFlyweight(const string& key);protected:private: vector _fly;};#endif //~_FLYWEIGHTFACTORY_H_//FlyweightFactory.cpp#include "FlyweightFactory.h"#include #include #include using namespace std;using namespace std;FlyweightFactory::FlyweightFactory(){}FlyweightFactory::~FlyweightFactory(){}Flyweight* FlyweightFactory::GetFlyweight(const string& key){ vector ::iterator it = _fly.begin(); for (; it != _fly.end();it++) { //找到了,就一起用,^_^ if ((*it)->GetIntrinsicState() == key) { cout<<"already created by users...."< using namespace std;int main(int argc,char* argv[]){ // 轻量模式工厂 FlyweightFactory* fc = new FlyweightFactory(); string str("aa"); Flyweight* fw1 = fc->GetFlyweight("hello"); // 内部状态 fw1->Operation(str); // 外部状态 str = "bb"; Flyweight* fw2 = fc->GetFlyweight("world!"); // 内部状态 fw2->Operation(str); // 外部状态 str = "cc"; Flyweight* fw3 = fc->GetFlyweight("hello"); // 内部状态 fw3->Operation(str); // 外部状态 return 0;}