设计模式学习总结-享元模式（Flyweight Method)

问题：
在面向对象的设计中和开发中，经常会遇到，同一类型的对象（由同一个class new出）会在不同的场景中出现多次，可是由于应用场景不同，他们的状态（属性值）又有所不同，但是他们的大多数属性又都是相同的，我们需要在不同的应用场景中创建大量具有不同状态的对象，然而大量的对象会造成很大的系统存储开销，以及对象的创建时的性能开销。
定义：

享元模式（又叫：轻量级模式）是一种结构型模式，运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

意图：
抽出多个同一对象在不同应用场景中的共同状态（intrinsic，在不同的应用场景中相对不变的）,封装在一个可以被共享的元类中（Concrete Flyweight）,并提供一个修改需要变化状态的访问接口，用于在不同场景中，修改不被共享的外部状态（extrinsic）,Flyweight Factory拥有一个管理、存储对象的“仓库”（或者叫对象池），当接收到客户端请求时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并将这个对象加入到池中然后返回给客户端，从而减少了大量的对象创建工作。

参与者：
•抽象享元(Flyweight)角色：

此角色是所有的具体享元类的基类，为这些类规定出需要实现的公共接口。那些需要外部状态（extrinsic）的操作可以通过调用享元方法以参数形式传入。
•具体享元(Concrete Flyweight)角色：

实现抽象享元角色所规定的接口。如果有内部状态（intrinsic）的话，必须负责为内部状态（intrinsic）提供存储空间。享元对象的内部状态（intrinsic）必须与对象所处的周围环境无关，从而使得享元对象可以在系统内共享的。
•享元工厂(Flyweight Factory)角色：

本角色负责创建和管理享元角色。本角色必须保证享元对象可以被系统适当地共享。当一个客户端对象调用一个享元对象的时候，享元工厂角色会检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象。如果已经有了，享元工厂角色就应当提供这个已有的享元对象；如果系统中没有一个适当的享元对象的话，享元工厂角色就应当创建一个合适的享元对象。
•客户端(Client)角色：

本角色需要维护一个对所有享元对象的引用。本角色需要自行存储所有享元对象的外部状态（Extrinsic）。

UML:

实例说明：

诺基亚手机工厂
有总部工厂生产，然后转给各个分公司贴牌上市

uml图如下：

 

代码：

/// <summary>
/// 抽象享元(Flyweight)角色
/// </summary>
public abstract class PhoneModel
{

    // 共享元素
    public string Name { get; set; }
    public string Net { get; set; }
    public string Size { get; set; }
    //不共享状态的元素   
    protected string ProductionPlace { get; set; }
    // 提供一个修改不共享状态修改的方法。
    public abstract void Change(string productionPlace);
}
/// <summary>
/// 具体享元(Concrete Flyweight)角色
/// </summary>
public class N8Object : PhoneModel
{
    public  N8Object()
    {
        this.Name = "N8";
        this.Net = "CDMA";
        this.Size = "98*20*10";
    }
    public override void Change(string productionPlace)
    {
        this.ProductionPlace = productionPlace;
    }
}
/// <summary>
/// 具体享元(Concrete Flyweight)角色
/// </summary>
public class N9Object : PhoneModel
{
    public  N9Object()
    {
        this.Name = "N9";
        this.Net = "WCDMA";
        this.Size = "100*20*10";
    }
    public override void Change(string productionPlace)
    {
        this.ProductionPlace = productionPlace;
        System.Console.WriteLine("已修改N9的产地为" + productionPlace);
    }
}
/// <summary>
/// 享元工厂(Flyweight Factory)角色
/// </summary>
public class FlyweightFactory 
{
    Dictionary<string, PhoneModel> PhoneList = new Dictionary<string, PhoneModel>();

    public PhoneModel GetPhoneObject(string name)
    {
        if (!PhoneList.ContainsKey(name))
        {
            PhoneModel phone = null;
            switch (name)
            {
                case "N8":
                    phone = new N8Object(); break;
                case "N9":
                    phone = new N9Object(); break;
            }
            PhoneList.Add(name, phone);
        }
        return PhoneList[name];
    }
}
/// <summary>
/// 客户端测试
/// </summary>
public void DecoratorTest()
{
    FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
    var n8= factory.GetPhoneObject("N8");
    n8.Change("新西兰");
}

优点：
•减少处理的对象数量，从而减少大量的对象存储开销，以及对象的创建时的性能开销。
缺点：
•需要由客户端维护对象的外部状态，如果外部状态的数据量大，传递、查找、计算会变得非常复杂。
适用场合：
•系统需要存在大量的对象而不同场景下的对象拥有大量的共享状态。
PS:
享元工厂中维护了享元实例的列表，同样也需要占用资源，所以如果享元的实例不是非常多的话（一个对象的应用场景比较少），不适合使用享元模式
如果对象拥有非常多的独立状态，比共享状态还要多不适合运用享元模式。因为维持大量的外部状态不但会使逻辑复杂而且并不能节约资源。