结构型模式 - 享元模式Flyweight
学习而来,代码是自己敲的。也有些自己的理解在里边,有问题希望大家指出。
更像是单例模式 + 简单工厂模式
享元模式的定义与特点
享元(Fiyweight)模式的定义:运用共享技术来有效的支持大量细粒度对象的复用。他通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量类似类的开销,从而提高资源的利用率。
享元模式的主要优点是
- 相同对象只要保存一份,这降低了系统中细粒度对象给内存到来的压力。
- 降低了内存消耗。
享元模式其主要缺点是
- 为了使对象可以共享,需要将一些不能共享的状态外部化,这将增加程序的复杂性。
- 读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。
享元模式的结构与实现
享元模式的定义提出两个要求,细粒度和共享对象。因为要求细粒度,所以不可避免地会是对象数量多且性质相近,此时我们就将这些对象的信息分为两个部分:内部状态和外部状态。
- 内部状态是指对象共享出来的信息,存储在享元信息内部,并且不会随环境的改变而改变;
- 外部状态指对象得以依赖的一个标记,随环境的改变而改变,不可共享。
1. 模式的结构
- 抽象享元角色(Flyweight):是所有的具体享元类的基类,为具体享元规范需要实现的公共接口,非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
- 具体享元(Concrete Flyweight)角色:实现抽象享元角色中所规定的接口。
- 非享元(Unsharable Flyweight)角色:是不可以共享的外部状态,它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
- 享元工厂(Flyweight Factory)角色: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。
图 1 是享元模式的结构图,其中:
- UnsharedConcreteFlyweight 是非享元角色,里面包含了非共享的外部状态信息 info;
- Flyweight 是抽象享元角色,里面包含了享元方法 operation(UnsharedConcreteFlyweight state),非享元的外部状态以参数的形式通过该方法传入;
- ConcreteFlyweight 是具体享元角色,包含了关键字 key,它实现了抽象享元接口;
- FlyweightFactory 是享元工厂角色,它是关键字 key 来管理具体享元;
- 客户角色通过享元工厂获取具体享元,并访问具体享元的相关方法。
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享元模式代码案例
using DesignPattern.FlyweightPattern;
using System;
namespace DesignPattern
{
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
FlyweightHelper();
}
#region Pattern - Flyweight
static void FlyweightHelper()
{
LetterFlyWeight _letters = new LetterFlyWeight();
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("A"));
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("B"));
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("C"));
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("D"));
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("E"));
Console.WriteLine("当前打印: " + _letters.Print("F"));
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("---------" + _letters.Print("E") + _letters.Print("F") + _letters.Print("F") + _letters.Print("A") + _letters.Print("C") + _letters.Print("E"));
Console.ReadLine();
}
#endregion
}
}
//======================================================================================
namespace DesignPattern.FlyweightPattern
{
public abstract class Letter
{
public abstract string Print();
}
public class LetterA : Letter
{
public override string Print() { return "A"; }
}
public class LetterB : Letter
{
public override string Print() { return "B"; }
}
public class LetterC : Letter
{
public override string Print() { return "C"; }
}
public class LetterD : Letter
{
public override string Print() { return "D"; }
}
public class LetterE : Letter
{
public override string Print() { return "E"; }
}
public class LetterF : Letter
{
public override string Print() { return "F"; }
}
public class LetterFlyWeight
{
public LetterFlyWeight() { }
private Dictionary<string, LetterFlyweight> dic = new Dictionary<string, LetterFlyweight>();
public string Print(string letterName)
{
string _name = "Letter" + letterName;
if (dic.ContainsKey(_name))
{
Console.WriteLine("开始重复使用:" + letterName);
return dic[_name].Print();
}
else
{
Type[] types = Assembly.GetAssembly(typeof(LetterFlyweight)).GetTypes();
foreach (var item in types)
{
if (item.Name == _name)
{
LetterFlyweight letter = (LetterFlyweight)Activator.CreateInstance(item);
dic.Add(_name, letter);
return letter.Print();
}
}
}
return null;
}
}
}
享元模式与其他功能类似模式的区别
与单例模式的区别
- 享元模式是共享大量的实例,而单例模式是一个类一个类的实例。
- 单例模式针对的是对象的创建,而享元模式针对的是对象的管理。
- 单例模式不能单独创建,享元模式是可以的。
与简单工厂模式的区别
- 享元模式在简单工厂模式的基础上加入了缓存。
- 简单工厂模式的作用仅仅是创建对象,而享元模式虽然也是创建对象,但其主要作用是管理对象。
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身负灵石行天下,冲关断喝辨正邪; 仙籍经文誊卷上,日省三身驭鬼神; 奇门遁甲游四方,九星八门断吉凶; 仙宝葫芦聚灵兽,乾坤凝练化神火; 八卦灵镜控震雷,凛然正气荡妖魔; 虚怀若谷尝百草,岐黄妙术展幡旗; 祈符笔走通九幽,素手悬铃摄心魂; 依剑证道心通明,青衫磊落长歌行。
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