享元模式 - 设计模式学习

　　享元模式(Flyweight)，运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

　　下面给出享元模式的结构图：

　　　　　　

　　下面给出享元模式的基本代码结构：

namespace ConsoleApplication1
{
    //Flyweight类，它是所有具体享元类的超类或接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部状态
    abstract class Flyweight
    {
        public abstract void Operation(int extrinsicstate);
    }

    //ConcreteFlyweight是继承Flyweight或实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间
    class ConcreteFlyweight : Flyweight
    {
        public override void Operation(int extrinsicstate)
        {
            Console.WriteLine("具体Flyweight:" + extrinsicstate);
        }
    }

    //UnsharedConcreteFlyweight是指那些不需要共享的Flyweight子类。因为Flyweight接口共享称为可能，但它并不强制共享
    class UnsharedConcreteFlyweight : Flyweight
    {
        public override void Operation(int extrinsicstate)
        {
            Console.WriteLine("不共享的具体Flyweight:" + extrinsicstate);
        }
    }

    //FlyweightFactory，是一个享元工厂，用来创建并管理Flyweight对象。它主要是用来确保合理地共享Flyweight
    //当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例，如不存在则创建一个。
    class FlyweightFactory
    {
        private Hashtable flyweights = new Hashtable();

        public FlyweightFactory()   //初始化工厂，先生成3个实例
        {
            flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());
            flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());
            flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());
        }
            
        public Flyweight GetFlyweight(string key)   //根据客户端请求，获得已生成实例
        {
            return ((Flyweight)flyweights[key]);
        }
    }
 
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int extrinsicstate = 22;    //代码外部状态

            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);

            Flyweight uf = new UnsharedConcreteFlyweight();
            uf.Operation(--extrinsicstate);

            Console.ReadKey();
        }
    }  
}

　　结果如图所示：

　　

　　UnsharedConcreteFlyweight用于解决那些不需要共享对象的问题。因为享元模式在使用的时候，既有需要共享的部分也有不需要共享的部分，此时UnsharedConcreteFlyweight的作用就出来了。

　　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上都是相同的，有时就能够受大幅地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地减少单个实例的数目。

　　在现实中什么时候才应该考虑使用享元模式呢？

　　如果一个应用程序使用了大量的对象，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；还有就是对象的大多数状态可以外部状态，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，此时可以考虑使用享元模式。

　　下面回到《大话设计模式》里面的网站建设的例子：

namespace ConsoleApplication1
{
    //用户
    public class User
    {
        private string name;
        public User(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public string Name
        {
            get { return name; }
        }
    }

    //网站抽象类
    abstract class WebSite
    {
        public abstract void Use(User user);    //"使用"方法需要传递"用户"对象
    }

    //具体网站类
    class ConcreteWebSite : WebSite
    {
        private string name = "";

        public ConcreteWebSite(string name)
        {
            this.name = name;
        }

        public override void Use(User user)     //实现"Use"方法
        {
            Console.WriteLine("网站分类：" + name + " 用户：" + user.Name);
        }
    }

    //网站工厂类
    class WebSiteFactory
    {
        private Hashtable flyweights = new Hashtable();

        //获得网站分类
        public WebSite GetWebSiteCategory(string key)
        {
            if (!flyweights.ContainsKey(key))
            {
                flyweights.Add(key, new ConcreteWebSite(key));
            }
            return ((WebSite)flyweights[key]);
        }

        //获得网站分类总数
        public int GetWebSiteCount()
        {
            return flyweights.Count;
        }
    }
 
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            WebSiteFactory f = new WebSiteFactory();

            WebSite ws1 = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
            ws1.Use(new User("小菜"));

            WebSite ws2 = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
            ws1.Use(new User("大鸟"));

            WebSite ws3 = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
            ws1.Use(new User("娇娇"));

            WebSite ws4 = f.GetWebSiteCategory("博客");
            ws1.Use(new User("关羽"));

            WebSite ws5 = f.GetWebSiteCategory("博客");
            ws1.Use(new User("张飞"));

            WebSite ws6 = f.GetWebSiteCategory("博客");
            ws1.Use(new User("赵云"));

            Console.WriteLine("得到网站分类的总数为{0}",f.GetWebSiteCount());

            Console.ReadKey();
        }
    }  
}

　　结果如下图所示：