C++设计模式——享元模式（flyweight pattern）

一、原理讲解

1.1意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

1.2应用场景

• 一个程序中使用了大量的对象；
• 完全由于使用大量的对象造成很大的存储开销；
• 对象的大多数状态都可变为外部状态；
• 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；
• 应用程序不依赖于对象标识。

1.3结构图（UML图）

1.4代码实现步骤

a1 定义一个抽象接口类IFlyweight，定义一个接口函数operation()用于子类继承；（抽象类）
a2 定义一个实现享元接口类ConcreteFlyweight，重写接口函数operation()；（具体构建器）
a3 定义一个工厂类Factory，主要功能是创建和获取享元对象，一次只能获取一个对象；

二、实现代码

Flyweight.cpp

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

#define DELETE(pointer) delete pointer; pointer=nullptr

class IFlyweight // 抽象接口
{
     
public:
	IFlyweight() {
     }
	virtual ~IFlyweight() {
     }

	virtual void operation() = 0;		
};

class ConcreteFlyweight : public IFlyweight // 共享部分
{
     
public:
	ConcreteFlyweight() {
     }
	~ConcreteFlyweight() {
     }

	void operation() override {
      cout << "ConcreteFlyweight" << endl; }
};

class UnsharedFlyweight : public IFlyweight // 共享部分
{
     
public:
	UnsharedFlyweight() {
     }
	~UnsharedFlyweight() {
     }

	void operation() override {
      cout << "UnsharedFlyweight" << endl; }
};

class Factory //享元工厂，创建和返回享元对象
{
     
public:
	IFlyweight* getFlyweight(string type) {
     
		if (!flyweights.count(type)) // 如果不存在，则创建一个共享模块；存在则不用创建直接返回对象
			flyweights[type] = new ConcreteFlyweight();
		return flyweights.at(type);
	}

	size_t size() {
      return flyweights.size(); }
	
private:
	map<string, IFlyweight*> flyweights;
};

void doFlyweightPattern()
{
     
	Factory *factory = new Factory(); //创建享元工厂
	IFlyweight *f1 = factory->getFlyweight(string("f1")); //获取f1的共享部分，非共享部分外部获取，不在factory获取
	IFlyweight *f2 = factory->getFlyweight(string("f2"));
	IFlyweight *f3 = factory->getFlyweight(string("f3"));

	f1->operation();
	f2->operation();
	f3->operation();
	
	cout << "factory->size()==" << factory->size() << endl;
	
	DELETE(f3);
	DELETE(f2);
	DELETE(f1);
	DELETE(factory);
}

mian.cpp

#include 

extern void doFlyweightPattern();

int main()
{
     
	doFlyweightPattern();

	system("pause");
	return 1;
}

三、总结

本文享元模式获取的是公共部分的对象，通过工厂统一管理，进行公共对象的创建和返回，方便管理大量对象创建和获取，节省了存储空间，但是消耗一定的时间。

四、参考内容

享元模式之C++实现
享元模式及C++实现
C++设计模式——享元模式
陈建忠设计模式（参考：哔哩哔哩C++设计模式！！！）
Erich Gamma,Richard Helm.《设计模式 可复用面向对象软件的基础》[M].机械工业出版社,2019: