设计模式——享元模式(Flyweight)

设计模式(12): 享元模式(Flyweight)

 

享元模式(Flyweight)

 

定义

     运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

 

概述   

    面向对象的思想很好地解决了抽象性的问题，一般也不会出现性能上的问题。但是在某些情况下，对象的数量可能会太多，从而导致了运行时的代价。那么我们如何去避免大量细粒度的对象，同时又不影响客户程序使用面向对象的方式进行操作？

      

享元模式(Flyweight)

 

 

 Flyweight类，它是所有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接口共享成为可能，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());
    }
    
    public Flyweight GetFlyweight(string key)
    {
        return ((Flyweight)flyweights[key]);
    }
}

 

客户端代码:  

static void Main(string[] args)
{
    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);
    
    UnshareConcreteFlyweight uf=new UnshareConcreteFlyweight();
    uf.Operation(--extrinsicstate);
}

 

结果显示： 

具体extrinsicstate:21
具体extrinsicstate:20
具体extrinsicstate:19
不共享的具体extrinsicstate:18

 

在.NET Framework中，Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器，用于处理和表现类似key/value的键值对，其中 

key通常可用来快速查找，同时key是区分大小写；value用于存储对应于key的值。Hashtable中key/value键值对均为object类型，所以Hashtable可以支持任何类型的key/value键值对.

 

二.哈希表的简单操作
 在哈希表中添加一个key/value键值对：HashtableObject.Add(key,value);
在哈希表中去除某个key/value键值对：HashtableObject.Remove(key);
从哈希表中移除所有元素： HashtableObject.Clear();
判断哈希表是否包含特定键key： HashtableObject.Contains(key);

 

 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过来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。也就是说，享元模式Flyweight执行时所需要的状态是有内部的也可能有外部的，内部状态存储于 ConcreteFlyweight对象之中，而外部对象则应该考虑由客户端对象存储或计算，当调用Flyweight对象的操作时， 将该状态传递给它。

 

 

public class User
{
    private string name;
    public User(string name)
    {
        this.name=name;
    }
    public string Name
    {
        get{return name;}
    }
}
abstract class WebSite
{
    public abstract void Use(User user);//“使用”方法需要传递“用户”对象
}

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);
    }
}

class WebSiteFatory
{
     private Hashtable flyweights=new Hashtable();
     public WebSite GetWebSiteCategory(string key)
     {
          if(!flyweight.Containskey(key))
             flyweight.Add(key,new ConcreteWebSite(name));
           return ((WebSite)flyweights[key]);
     } 
    public int GetWebSiteCount()
    {
        return flyweight.count;
    }
}

    static void Main(string args)
    {
        WebSiteFactory f=new WebSiteFactory();
        
        WebSite fx=f.GetWebSiteCategory("产品展示");
        fx.Use(new User("小明"));
        
        WebSite fy=f.GetWebSiteCategory("产品展示");
        fy.Use(new User("晓阳"));
        
        WebSite fz=f.GetWebSiteCategory("博客");
        fz.Use(new User("扬帆"));
        
        WebSite fl=f.GetWebSiteCategory("博客");
        fl.Use(new User("泰特"));   
         Console.WriteLine("得到网站分类总数为{0}",f.GetWebSiteCount());    
    }
    
    显示结果
    网站分类：产品展示  用户：小明
    网站分类：产品展示  用户：晓阳
    网站分类：博客 用户：扬帆
    网站分类：博客 用户：泰特
    得到网站分类总数为 2