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【简介】什么是享元模式 -- 可重复使用
享元模式是⼀种结构型设计模式,在享元模式中,对象被设计为可共享的,可以被多个上下⽂使⽤,⽽不必在每个上下⽂中都创建新的对象。
想要了解享元模式,就必须要区分什么是内部状态,什么是外部状态。
举个例⼦,图书馆中有很多相同的书籍,但每本书都可以被多个⼈借阅,图书馆⾥的书就是内部状态,⼈就是外部状态。
再举个开发中的例⼦,假设我们在构建⼀个简单的图形编辑器,⽤户可以在画布上绘制不同类型的图形,⽽图形就是所有图形对象的内部状态(不变的),⽽图形的坐标位置就是图形对象的外部状态(变化的)。
如果图形编辑器中有成千上万的图形对象,每个图形对象都独⽴创建并存储其内部状态,那么系统的内存占⽤可能会很⼤,在这种情况下,享元模式共享相同类型的图形对象,每种类型的图形对象只需创建⼀个共享实例,然后通过设置不同的坐标位置个性化每个对象,通过共享相同的内部状态,降低了对象的创建和内存占⽤成本。
【基本结构】
享元模式包括以下⼏个重要⻆⾊:
【简易实现】
享元模式的实现通常涉及以下步骤:(以Java代码作以说明)
1. 定义享元接⼝,接受外部状态作为参数并进⾏处理。
// 步骤 1: 定义享元接⼝
interface Flyweight {
// 操作外部状态
void operation(String externalState);
}
2. 实现具体享元类, 存储内部状态。
// 步骤 2: 实现具体享元类
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
private String intrinsicState; // 内部状态
public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {
this.intrinsicState = intrinsicState;
}
@Override
public void operation(String externalState) {
System.out.println("Intrinsic State: " + intrinsicState + ", External State: "
+ externalState);
}
}
3. 创建享元⼯⼚类,创建并管理Flyweight 对象,当⽤户请求⼀个Flyweight 时,享元⼯⼚会提供⼀个已经创建的实例或者创建⼀个。
class FlyweightFactory {
private Map flyweights = new HashMap<>();
public Flyweight getFlyweight(String key) {
if (!flyweights.containsKey(key)) {
flyweights.put(key, new ConcreteFlyweight(key));
}
return flyweights.get(key);
}
}
4. 客户端使⽤享元模式
public class Main {
public static void main(String[] args) {
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
// 获取或创建享元对象,并传递外部状态
Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("A");
flyweight1.operation("External State 1");
Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("B");
flyweight2.operation("External State 2");
Flyweight flyweight3 = factory.getFlyweight("A"); // 【重复使⽤!】已存在的享元对象
flyweight3.operation("External State 3");
}
}
【使用场景】
使⽤享元模式的关键在于包含⼤量相似对象,并且这些对象的内部状态可以共享。具体的应⽤场景包括⽂本编辑器,图形编辑器,游戏中的⻆⾊创建,这些对象的内部状态⽐较固定(外观,技能,形状),但是外部状态变化⽐较⼤时,可以使⽤。
【编码部分】
1. 题目描述
在一个图形编辑器中,用户可以绘制不同类型的图形,包括圆形(CIRCLE)、矩形(RECTANGLE)、三角形(TRIANGLE)等。现在,请你实现一个图形绘制程序,要求能够共享相同类型的图形对象,以减少内存占用;
2. 输入描述
输入包含多行,每行表示一个绘制命令。每个命令包括两部分: 图形类型(Circle、Rectangle 或 Triangle) 绘制的坐标位置(两个整数,分别表示 x 和 y);
3. 输出描述
对于每个绘制命令,输出相应图形被绘制的位置信息。如果图形是首次绘制,输出 "drawn at",否则输出 "shared at"。
4. C++ 编码部分
/**
* @version Copyright (c) 2024 NCDC, Servo。 Unpublished - All rights reserved
* @file FlyWeightMode.hpp
* @brief 享元模式
* @autor 写代码的小恐龙er
* @date 2024/01/13
*/
#include
#include
#include
#include
......
To be continued.