设计模式（二十二）享元模式

享元模式（Flyweight），运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。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都是相同的，有时就能够受大幅度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，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。

应用场景

1、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是就应该考虑使用；

2、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。

实际上在.NET中的字符串 string 就是运用 Flyweight 模式。

基本代码

// Flyweight 类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 超类或实现 Flyweight 接口，并未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。
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或者创建一个（如果不存在的话）。
class FlyweightFactory
{
  private Hashtable flyweights = new Hashtable();

  public FlyweightFactory()
  {
    flyweights.Add("X", new ConcreteFlyweight());
    flyweights.Add("Y", new ConcreteFlyweight());
    flyweights.Add("Z", new ConcreteFlyweight());
  }

  // 根据客户端请求，获得已生成的实例
  public Flyweight GetFlyweight(string key)
  {
    return ((Flyweight)flyweights[key]);
  }
}

// 客户端
static void Main(string[] args)
{
  // 代码外部状态
  int extrinsicstate = 22;

  FlyweightFactory f = new FlyweightFactory();

  Flyweight fx = f.GetFlyweight("X");
  fx.Operation(--extrinsicstate);

  Flyweight fy = f.GetFlyweight("Y");
  fy.Operation(--extrinsicstate);

  Flyweight fz = f.GetFlyweight("Z");
  fz.Operation(--extrinsicstate);

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

  Console.Read();
}

【例】网站共享代码

基本代码

// 用户类
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
{
  // Use 方法需要传递 User 对象
  public abstract void Use(User user);
}

// 具体网站类
class ConcreteWebSite : Website
{
  private string name = " ";
  public ConcreteWebSite(string name)
  {
    this.name = name;
  }
  public override void Use(User user)
  {
    Console.WriteLine("网站分类：" + name + “用户：” + user.Name);
  }
}

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

  // 获得网站分类
  public WebSite GetWebSiteCategory(string key)
  {
    // 判断是否存在这个对象，如果存在，则直接返回，若不存在，则实例化后再返回
    if(!flyweights.ContainsKey(key))
      flyweights.Add(key, new ConcreteWebSite(key));
    return ((WebSite)flyweights[key]);
  }

  // 获得网站分类总数，得到实例的个数
  public int GetWebSiteCount()
  {
    return flyweights.Count;
  }
}

// 客户端
static void Main(string[] args)
{
  WebSiteFactory f = new WebSiteFactory();

  WebSite fx = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
  fx.Use(new User("1"));

  WebSite fy = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
  fy.Use(new User("2"));

  WebSite fz = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
  fz.Use(new User("3"));

  WebSite fl = f.GetWebSiteCategory("博客");
  fl.Use(new User("4"));

  WebSite fm = f.GetWebSiteCategory("博客");
  fm.Use(new User("5"));

  WebSite fn = f.GetWebSiteCategory("博客");
  fn.Use(new User("6"));

  Console.WriteLine("网站分类总数为：{0}", f.GetWebSiteCount);

  Console.Read();
}