元对象我所理解的设计模式(C++实现)——享元模式(Flyweight Pattern)

这段时间个人几篇文章介绍了改元对象的文章. 关联文章的地址

    

概述

    想想我们编辑文档用的wps,文档里文字很多都是重复的,我们弗成能为每个涌现的汉字都创建独立的空间,这样代价太大,最好的方法就是同享其中雷同的部分,使得需要创建的对象降到最小,这个就是享元模式的核心,即运用同享技巧有效地支持大批细粒度的对象。

    享元对象能做到同享的关键是辨别内蕴状态(Internal State)和外蕴状态(External State)。内蕴状态是存储在享元对象外部并且不会随环境改变而改变。因此内蕴状态并可以同享。

    外蕴状态是随环境改变而改变的、弗成以同享的状态。享元对象的外蕴状态必须由客户端保存,并在享元对象被创建之后,在需要使用的时候再传入到享元对象外部。外蕴状态与内蕴状态是相互独立的。

    

类图与样例

    

元和对象

    抽象享元类(Flyweight

    它是全部详细享元类的超类。为这些类规定出需要实现的大众接口,那些需要外蕴状态(Exte的操纵可以通过方法的参数传入。抽象享元的接口使得享元变得可能,但是其实不强制子类实行同享,因此并非全部的享元对象都是可以同享的。

    详细享元类(ConcreteFlyweight)

    详细享元类实现了抽象享元类所规定的接口。如果有内蕴状态的话,必须担任为内蕴状态提供存储空间。享元对象的内蕴状态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同享。有时候详细享元类又称为单纯详细享元类,因为复合享元类是由单纯详细享元角色通过复合而成的。

    不能同享的详细享元类(UnsharableFlyweight)

    不能同享的享元类,又叫做复合享元类。一个复合享元对象是由多个单享元对象构成,这些构成的对象是可以同享的,但是复合享元类本身其实不能同享。

    享元工厂类(FlyweightFactoiy)

    享元工厂类担任创建和管理享元对象。当一个客户端对象请求一个享元对象的时候,享元工厂需要检查系统中是不是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;如果系统中没有恰当的享元对象的话,享元工厂角色就应当创建一个新的适合的享元对象。

    客户类(Client)

    客户类需要自行存储全部享元对象的外蕴状态。

    

    每日一道理
风,那么轻柔,带动着小树、小草一起翩翩起舞,当一阵清风飘来,如同母亲的手轻轻抚摸自己的脸庞,我喜欢那种感觉,带有丝丝凉意,让人心旷神怡。享受生活,不一定要有山珍海味、菱罗绸缎为伴,大自然便是上帝所赐予人类最为珍贵的。
// CplusplusFlyweight.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include 
#include 
using namespace std;
class Character  
{
public:
	virtual ~Character(){};

	virtual void SetSize(int, int) = 0;
	virtual void Display() = 0;
protected:
	Character(){};
	char m_chSymbol;
	int m_nWeight;
	int m_nHeight;
};

class CharacterA : public Character
{
public:
	CharacterA();
	virtual ~CharacterA();

	void SetSize(int, int);
	void Display();
};

CharacterA::CharacterA()
{
	this->m_chSymbol = 'A';
	this->m_nWeight = 100;
	this->m_nHeight = 200;
}

CharacterA::~CharacterA()
{

}
void CharacterA::SetSize(int nWeight, int nHeight)
{
	this->m_nWeight = nWeight;
	this->m_nHeight = nHeight;
}
void CharacterA::Display()
{
	cout << "CharacterA:" << m_chSymbol << "(" << m_nWeight << "," << m_nHeight << ")" << endl;
}

class CharacterB : public Character
{
public:
	CharacterB();
	virtual ~CharacterB();

	void SetSize(int, int);
	void Display();
};

CharacterB::CharacterB()
{
	this->m_chSymbol = 'B';
	this->m_nWeight = 100;
	this->m_nHeight = 200;
}

CharacterB::~CharacterB()
{

}

void CharacterB::SetSize(int nWeight, int nHeight)
{
	this->m_nWeight = nWeight;
	this->m_nHeight = nHeight;
}

void CharacterB::Display()
{
	cout << "CharacterB:" << m_chSymbol << "(" << m_nWeight << "," << m_nHeight << ")" << endl;
}

class CharacterFactory  
{
public:
	CharacterFactory();
	virtual ~CharacterFactory();

	Character* GetCharacter(char);
private:
	std::map m_mChar;
};

CharacterFactory::CharacterFactory()
{
	m_mChar.insert(make_pair('A', new CharacterA));
	m_mChar.insert(make_pair('B', new CharacterB));
}

CharacterFactory::~CharacterFactory()
{

}

Character* CharacterFactory::GetCharacter(char chIn)
{
	map::iterator it = m_mChar.find(chIn);
	if(it != m_mChar.end())
	{
		return (Character*)it->second;
	}

	return NULL;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	CharacterFactory* pFactory = new CharacterFactory;

	//内蕴状态 存储在享元对象外部并且不会随环境改变而改变
	Character* ch1 = pFactory->GetCharacter('A');
	ch1->Display();

	//外蕴状态 客户端保存
	Character* ch2 = pFactory->GetCharacter('B');
	ch2->SetSize(500, 800);
	ch2->Display();
	return 0;
}

    

要点

    1、面向对象很好的处理了抽象性的问题,但是作为一个运行在呆板中的程序实体,我们需要斟酌对象的代价问题。Flyweight设计模式重要处理面向对象的代价问题,一般不触及面向对象的抽象性问题。

    2Flyweight采用对象同享的做法来下降系统中对象的个数,从而下降细粒度对象给系统带来的内存压力。在详细实现方面,要注意对象状态的处理。

    3、享元模式的长处在于它大幅度地下降内存中对象的数量。但是,它做到这一点所付出的代价也是很高的:享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以同享,需要将一些状态外部化,这使得程序的逻辑复杂化。另外它将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

    

适用性

    当以下全部的条件都满足时,可以斟酌使用享元模式:

    1、一个系统有大批的对象。 

    2、这些对象耗费大批的内存。 

    3、这些对象的状态中的大部分都可以外部化。 

    4、这些对象可以按照内蕴状态分红很多的组,当把外蕴对象从对象中剔除时,每个组都可以仅用一个对象代替。 

    5、软件系统不依赖于这些对象的身份,换言之,这些对象可以是弗成分辨的。

    满足以上的这些条件的系统可以使用享元对象。最后,使用享元模式需要维护一个记录了系统已有的全部享元的表,而这需要耗费资源。因此,应当在有足够多的享元实例可供同享时才值得使用享元模式。

    

优缺点

    享元模式的长处在于它大幅度地下降内存中对象的数量。但是,它做到这一点所付出的代价也是很高的:

    1、享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以同享,需要将一些状态外部化,这使得程序的逻辑复杂化。

    2、享元模式将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

    

    LCL_data原创于CSDN.NET【http://blog.csdn.net/lcl_data/article/details/8974679】

文章结束给大家分享下程序员的一些笑话语录: IBM和波音777
  波音777是有史以来第一架完全在电脑虚拟现实中设计制造的飞机,所用的设备完全由IBM公司所提供。试飞前,波音公司的总裁非常热情的邀请IBM的技术主管去参加试飞,可那位主管却说道:“啊,非常荣幸,可惜那天是我妻子的生日,So..”..
  波音公司的总载一听就生气了:“胆小鬼,我还没告诉你试飞的日期呢!”

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